O gelo marinho é um indicador crítico das mudanças no clima da Terra. Uma nova descoberta de pesquisadores da Brown University pode fornecer aos cientistas uma nova maneira de reconstruir a abundância do gelo marinho e a distribuição de informações do passado antigo, o que poderia ajudar na compreensão das mudanças climáticas induzidas pelo homem que estão acontecendo agora.

Em um estudo publicado em Nature Communications , os pesquisadores mostram que uma molécula orgânica frequentemente encontrada em sedimentos oceânicos de alta latitude, conhecido como alcenona tetra-insaturada (C37:4), é produzida por uma ou mais espécies previamente desconhecidas de algas que vivem no gelo. À medida que a concentração do gelo marinho diminui e flui, o mesmo acontece com as algas associadas a ele, bem como as moléculas que deixam para trás.

"Mostramos que esta molécula é um forte proxy para a concentração de gelo marinho, "disse Karen Wang, um Ph.D. aluno da Brown e principal autor da pesquisa. "Observar a concentração dessa molécula em sedimentos de diferentes idades pode nos permitir reconstruir a concentração de gelo marinho ao longo do tempo."

Outros tipos de moléculas de alcenona têm sido usados ​​há anos como substitutos da temperatura da superfície do mar. Em diferentes temperaturas, as algas que vivem na superfície do mar produzem diferentes quantidades de alcenonas conhecidas como C37:2 e C37:3. Os cientistas podem usar as relações entre essas duas moléculas encontradas nos sedimentos do mar para estimar a temperatura passada. C37:4 - o foco deste novo estudo - há muito tempo é considerado um problema para medições de temperatura. Acontece em sedimentos retirados de perto do Ártico, eliminando as proporções C37:2 / C37:3.

"Era principalmente por isso que o alquenona C37:4 era conhecido - jogando fora as taxas de temperatura, "disse Yongsong Huang, investigador principal do projeto financiado pela National Science Foundation e professor do Departamento da Terra de Brown, Ciência Ambiental e Planetária. "Ninguém sabia de onde veio, ou se foi útil para alguma coisa. As pessoas tinham algumas teorias, mas ninguém sabia com certeza. "

Entender, os pesquisadores estudaram amostras de sedimentos e água do mar contendo C37:4 retiradas de locais gelados ao redor do Ártico. Eles usaram técnicas avançadas de sequenciamento de DNA para identificar os organismos presentes nas amostras. Esse trabalho rendeu espécies até então desconhecidas de algas da ordem Isochrysidales. Os pesquisadores então cultivaram essas novas espécies em laboratório e mostraram que eram de fato as que produziam uma abundância excepcionalmente alta de C37:4.

O próximo passo era ver se as moléculas deixadas para trás por essas algas que vivem no gelo poderiam ser usadas como um proxy confiável do gelo marinho. Fazer isso, os pesquisadores analisaram as concentrações de C37:4 em núcleos de sedimentos de vários pontos do Oceano Ártico perto das atuais margens de gelo do mar. No passado recente, O gelo marinho nesses locais é conhecido por ser altamente sensível à variação regional de temperatura. Esse trabalho descobriu que as concentrações mais altas de C37:4 ocorreram quando o clima estava mais frio e o gelo estava no auge. As concentrações mais altas datavam de Younger-Dryas, um período de condições muito frias e geladas que ocorreu por volta das 12, 000 anos atrás. Quando o clima estava mais quente e o gelo baixou, C37:4 era esparso, a pesquisa encontrou.

"As correlações que encontramos com este novo proxy eram muito mais fortes do que outros marcadores que as pessoas usam, "disse Huang, bolsista de pesquisa no Institute at Brown for Environment and Society. "Nenhuma correlação será perfeita porque modelar o gelo marinho é um processo confuso, mas é provavelmente o mais forte que você vai conseguir. "

E este novo proxy tem algumas vantagens adicionais sobre outros, dizem os pesquisadores. Um outro método para reconstruir o gelo marinho envolve a procura de restos fósseis de outro tipo de algas chamadas diatomáceas. Mas esse método se torna menos confiável mais para trás no tempo porque as moléculas fósseis podem se degradar. Moléculas como C37:4 tendem a ser preservadas de forma mais robusta, tornando-os potencialmente melhores para reconstruções ao longo do tempo do que outros métodos.

Os pesquisadores planejam pesquisar ainda mais essas novas espécies de algas para entender melhor como elas se tornam incrustadas no gelo marinho, e como eles produzem este composto de alcenona. As algas parecem viver em bolhas de salmoura e canais dentro do gelo marinho, mas também pode florescer logo após o derretimento do gelo. Compreender essas dinâmicas ajudará os pesquisadores a calibrar melhor o C37:4 como proxy do gelo marinho.

Em última análise, os pesquisadores esperam que o novo proxy possibilite uma melhor compreensão da dinâmica do gelo marinho ao longo do tempo. Essa informação melhoraria os modelos do clima anterior, o que possibilitaria melhores previsões das futuras mudanças climáticas.