O oceano desempenha um papel fundamental na atual mudança climática, pois absorve parte considerável do dióxido de carbono atmosférico emitido pela humanidade. Por um lado, isso retarda o aquecimento do clima, e por outro lado, a dissolução do CO ₂ na água do mar leva à acidificação dos oceanos. Isso tem consequências de longo alcance para muitos organismos marinhos e, portanto, também para o ciclo do carbono oceânico. Um dos mecanismos mais importantes neste ciclo, é chamada de bomba de carbono biológica. Parte da biomassa que o fitoplâncton forma na superfície do oceano por meio da fotossíntese afunda nas profundezas na forma de pequenas partículas carbonáceas. Como resultado, o carbono é armazenado por muito tempo no fundo do mar. O oceano, portanto, atua como um sumidouro de carbono no sistema climático. A intensidade com que essa bomba biológica atua varia muito de região para região e depende da composição das espécies no ecossistema.

O estudo, que agora foi publicado na revista Nature Mudança Climática , é um dos estudos mais abrangentes até agora sobre os efeitos da acidificação dos oceanos nos ecossistemas marinhos. Cientistas do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research em Kiel agora foram capazes de mostrar pela primeira vez que a acidificação do oceano influencia o conteúdo de carbono do material orgânico que afunda, e, portanto, a bomba biológica. Surpreendentemente, as mudanças observadas foram altamente variáveis. O teor de carbono das partículas que afundam aumentou ou diminuiu significativamente com o aumento do CO ₂ , dependendo da composição das espécies e da estrutura da cadeia alimentar. Uma vez que os dados subjacentes cobrem uma ampla gama de regiões oceânicas, este parece ser um fenômeno global. Essas descobertas permitem uma avaliação completamente nova dos efeitos da acidificação dos oceanos.

Dr. Jan Taucher, biólogo marinho e principal autor do estudo, diz, "Interessantemente, descobrimos que o plâncton bacteriano e animal, como pequenos crustáceos, desempenham um papel fundamental em como o ciclo do carbono e a bomba biológica respondem à acidificação dos oceanos. Até agora, é amplamente aceito que as mudanças biogeoquímicas são causadas principalmente por reações do fitoplâncton. Portanto, mesmo os modelos modernos do sistema terrestre não levam em consideração as interações que observamos entre a teia alimentar marinha e o ciclo do carbono. Nossas descobertas, portanto, ajudam a tornar os modelos climáticos mais realistas e melhorar as projeções climáticas. "

Até agora, a maior parte do conhecimento sobre este tópico foi baseado em experimentos de laboratório idealizados, que apenas representam as interações ecológicas e a dinâmica da complexa teia alimentar marinha de uma forma altamente simplificada. Isso torna difícil transferir esses resultados para as condições oceânicas reais e projetá-los no futuro. Para obter uma visão mais realista, o estudo resume vários experimentos de campo que foram realizados com instalações de teste de grande volume, os chamados mesocosmos, em diferentes regiões do oceano, das águas árticas às subtropicais.

Mesocosmos são, por assim dizer, tubos de ensaio de grandes dimensões no oceano, no qual as mudanças nas condições ambientais em um ecossistema fechado, mas de outra forma natural, podem ser estudadas. Para o presente estudo, uma grande quantidade de dados de cinco experimentos de mesocosmo foi sintetizada para fornecer uma imagem mais precisa das comunidades de plâncton e processos biogeoquímicos dentro do ecossistema. Um total de mais de dez mil pontos de dados foram incluídos na análise.

O conhecimento recém-adquirido agora pode ser usado para implementar as complexas interações ecológicas em modelos do sistema terrestre, contribuindo assim para melhorar ainda mais as projeções climáticas.