Etéreo, pilares oscilantes de algas marrons ao longo das costas da Califórnia crescem através da coluna de água, culminando em uma densa cobertura superficial de frondes espessas que fornecem lar e refúgio para inúmeras criaturas marinhas. Especula-se que essas algas gigantes podem proteger os ecossistemas costeiros, ajudando a aliviar a acidificação causada pelo excesso de carbono atmosférico sendo absorvido pelos mares.

Um novo local, a análise interdisciplinar de algas gigantes na baía de Monterey, na costa da Califórnia, buscou investigar mais a fundo o potencial de mitigação da acidificação das algas. “Falamos sobre as florestas de algas que protegem o ambiente costeiro da acidificação do oceano, mas em que circunstâncias isso é verdade e em que medida? ", disse Heidi Hirsh, membro da equipe de estudo, um Ph.D. estudante da Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais (Stanford Earth). "Esses tipos de questões são importantes para investigar antes de tentar implementar isso como uma estratégia de mitigação da acidificação do oceano."

As descobertas da equipe, publicado em 22 de outubro na revista JGR Oceans , mostram que perto da superfície do oceano, o pH da água estava ligeiramente mais alto, ou menos ácido, sugerindo que o dossel de algas reduz a acidez. Contudo, esses efeitos não se estendem ao fundo do oceano, onde corais de água fria sensíveis, ouriços-do-mar e crustáceos habitam e ocorre a maior acidificação.

"Uma das principais lições para mim é a limitação dos benefícios potenciais da produtividade das algas, "disse Hirsh, o autor principal do estudo.

Por que kelp?

Kelp é uma espécie de base ecológica e economicamente importante na Califórnia, onde as florestas se alinham ricas em nutrientes, costas rochosas. Um dos impactos prejudiciais do aumento do carbono na atmosfera é sua subsequente absorção pelos oceanos do planeta, que causa acidificação - um desequilíbrio químico que pode impactar negativamente a saúde geral dos ecossistemas marinhos, incluindo animais dos quais as pessoas dependem para se alimentar.

Kelp foi apontado como uma espécie potencialmente benéfica em parte por causa de seu rápido crescimento - até 5 polegadas por dia - durante o qual passa por uma grande quantidade de fotossíntese que produz oxigênio e remove dióxido de carbono da água. Na Baía de Monterey, os efeitos das algas gigantes também são influenciados pela ressurgência sazonal, quando profundo, rico em nutrientes, a água altamente ácida do Pacífico é puxada para a superfície da baía.

"É essa história muito complicada de desvendar de onde vem o benefício - se houver um benefício - e avaliá-lo local a local, porque as condições que observamos no sul da Baía de Monterey podem não se aplicar a outras florestas de algas, "Hirsh disse.

Os pesquisadores estabeleceram operações na Hopkins Marine Station de Stanford, um laboratório marinho em Pacific Grove, Califórnia, e coletou dados offshore da instalação em uma floresta de algas de 300 pés de largura. O co-autor Yuichiro Takeshita, do Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), forneceu sensores de pH que foram distribuídos por toda a área para compreender as mudanças químicas e físicas em conjunto com a amostragem de água.

"Estamos indo além de apenas coletar mais dados de química e realmente descobrir o que está por trás dos padrões nesses dados, "disse o co-investigador principal Kerry Nickols, um professor assistente na California State University, Northridge. "Se não olharmos para as propriedades da água em termos de como estão mudando e as diferenças entre o topo e a base das florestas de algas, realmente não entenderíamos o que está acontecendo. "

Com a nova alta resolução, medições verticais de pH, oxigênio dissolvido, salinidade e temperatura, os pesquisadores foram capazes de distinguir padrões na química da água do mar em torno da floresta de algas. À noite, quando esperavam ver mais água ácida, a água era na verdade menos ácida em relação às medições diurnas - um resultado que eles hipotetizaram foi causado pelo afloramento de ácido, água com baixo teor de oxigênio durante o dia.

"Foi incrível ver o pH subir durante a noite, quando esperávamos um aumento na acidez em função da respiração das algas, "Hirsh disse." Esse foi um primeiro indicador da importância do ambiente físico para impulsionar o sinal biogeoquímico local.

Projetando uma solução baseada na natureza

Embora este projeto tenha analisado o potencial das algas para mudar o ambiente local em curto prazo, também abre as portas para a compreensão dos impactos de longo prazo, como a capacidade de cultivar 'carbono azul, 'o sequestro subaquático de dióxido de carbono.

“Uma das razões para fazer isso é permitir o projeto de florestas de kelp que podem ser consideradas como uma opção de carbono azul, "disse o co-autor Stephen Monismith, o Professor Obayashi na Escola de Engenharia. "Compreender exatamente como as algas funcionam mecanicamente e quantitativamente é muito importante."

Embora o potencial de mitigação das florestas de kelp no dossel não tenha atingido os organismos sensíveis no fundo do mar, os pesquisadores encontraram um ambiente geral menos ácido dentro da floresta de algas em comparação com fora dela. Os organismos que vivem no dossel ou podem se mover para dentro dele têm maior probabilidade de se beneficiar do alívio da acidificação local das algas, eles escrevem.

Um modelo para estudo futuro

A pesquisa também serve de modelo para futuras investigações sobre o oceano como uma forma tridimensional, habitat fluido, de acordo com os co-autores.

"O conjunto de conhecimentos atual é muito grande, mas tende a ser disciplinar - é muito raro reunir todos esses elementos para estudar um sistema costeiro complexo, "disse o co-PI Rob Dunbar, o W.M. Professor Keck em Stanford Earth. "De certa forma, nosso projeto foi uma espécie de modelo de como um estudo sintético reunindo muitos campos diferentes poderia ser feito. "