p A "bomba biológica" do oceano descreve os muitos processos marinhos que trabalham para retirar o dióxido de carbono da atmosfera e transportá-lo para as profundezas do oceano, onde pode permanecer sequestrado por séculos. Esta bomba oceânica é um regulador poderoso do dióxido de carbono atmosférico e um ingrediente essencial em qualquer previsão do clima global. p Mas um novo estudo do MIT aponta para uma incerteza significativa na forma como a bomba biológica é representada nos modelos climáticos atuais. Os pesquisadores descobriram que a equação "padrão ouro" usada para calcular a força da bomba tem uma margem de erro maior do que se pensava anteriormente, e que as previsões de quanto carbono atmosférico o oceano bombeará a várias profundidades podem estar erradas em 10 a 15 partes por milhão.

p Dado que o mundo está atualmente emitindo dióxido de carbono na atmosfera a uma taxa anual de cerca de 2,5 partes por milhão, a equipe estima que a nova incerteza se traduz em um erro de cerca de cinco anos nas projeções de metas climáticas.

p "Esta barra de erro maior pode ser crítica se quisermos ficar dentro de 1,5 grau do aquecimento almejado pelo Acordo de Paris, "diz Jonathan Lauderdale, um cientista pesquisador do Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias. "Se os modelos atuais prevêem que temos até 2040 para cortar as emissões de carbono, estamos expandindo a incerteza em torno disso, para dizer que talvez agora tenhamos até 2035, o que pode ser um grande negócio. "

p Lauderdale e ex-aluno de pós-graduação do MIT B.B. Cael, agora no National Oceanography Centre em Southampton, REINO UNIDO., publicaram seu estudo hoje na revista Cartas de pesquisa geofísica .

p Curva de neve

p Os processos marinhos que contribuem para a bomba biológica do oceano começam com o fitoplâncton, organismos microscópicos que absorvem dióxido de carbono da atmosfera à medida que crescem. Quando eles morrem, o fitoplâncton afunda coletivamente através da coluna de água como "neve marinha, "carregando aquele carbono com eles.

p "Essas partículas chovem como neve em flocos branca que é toda essa coisa morta caindo da superfície do oceano, "Lauderdale diz.

p Em várias profundidades, as partículas são consumidas por micróbios, que convertem o carbono orgânico das partículas e o respiram no fundo do oceano em uma forma inorgânica, forma mineral, em um processo conhecido como remineralização.

p Nos anos 1980, pesquisadores coletaram neve marinha em locais e profundidades em todo o Pacífico tropical. A partir dessas observações, eles geraram uma relação matemática simples de lei de potência - a curva de Martin, nomeado em homenagem ao membro da equipe John Martin - para descrever a força da bomba biológica, e quanto carbono o oceano pode remineralizar e sequestrar em várias profundidades.

p "A curva de Martin é onipresente, e é realmente o padrão ouro [usado em muitos modelos climáticos hoje], "Lauderdale diz.

p Mas em 2018, Cael e o co-autor Kelsey Bisson mostraram que a lei de potência derivada para explicar a curva de Martin não era a única equação que poderia se ajustar às observações. A lei da potência é uma relação matemática simples que assume que as partículas caem mais rápido com a profundidade. Mas Cael descobriu que várias outras relações matemáticas, cada um baseado em diferentes mecanismos de como a neve marinha afunda e é remineralizada, também poderia explicar os dados.

p Por exemplo, uma alternativa assume que as partículas caem na mesma taxa, não importa a profundidade, enquanto outro assume que as partículas pesadas, as conchas do fitoplâncton menos consumíveis caem mais rápido do que as sem.

p "Ele descobriu que você não pode dizer qual curva é a certa, o que é um pouco preocupante, porque cada curva tem diferentes mecanismos por trás dela, "Lauderdale diz." Em outras palavras, os pesquisadores podem estar usando a função "errada" para prever a força da bomba biológica. Essas discrepâncias podem crescer como uma bola de neve e impactar as projeções climáticas. "

p Uma curva, reconsiderado

p No novo estudo, Lauderdale e Cael observaram quanta diferença faria nas estimativas de carbono armazenado nas profundezas do oceano se mudassem a descrição matemática da bomba biológica.

p Eles começaram com as mesmas seis equações alternativas, ou curvas de remineralização, que Cael havia estudado anteriormente. A equipe analisou como as previsões dos modelos climáticos de dióxido de carbono atmosférico mudariam se fossem baseadas em qualquer uma das seis alternativas, versus a lei de potência da curva de Martin.

p Para tornar a comparação o mais estatisticamente semelhante possível, eles primeiro ajustam cada equação alternativa à curva de Martin. A curva de Martin descreve a quantidade de neve marinha que atinge várias profundidades através do oceano. Os pesquisadores inseriram os pontos de dados da curva em cada equação alternativa. Eles então executaram cada equação através do MITgcm, um modelo de circulação geral que simula, entre outros processos, o fluxo de dióxido de carbono entre a atmosfera e o oceano.

p A equipe executou o modelo climático adiante a tempo para ver como cada equação alternativa para a bomba biológica alterava as estimativas do modelo de dióxido de carbono na atmosfera, em comparação com a lei de potência da curva de Martin. Eles descobriram que a quantidade de carbono que o oceano é capaz de extrair e sequestrar da atmosfera varia amplamente, dependendo de qual descrição matemática para a bomba biológica que eles usaram.

p "A parte surpreendente foi que mesmo pequenas mudanças na quantidade de remineralização ou neve marinha chegando a diferentes profundidades devido às diferentes curvas podem levar a mudanças significativas no dióxido de carbono atmosférico, "Lauderdale diz.

p Os resultados sugerem que a força de bombeamento do oceano, e os processos que governam a velocidade com que a neve marinha cai, ainda são uma questão em aberto.

p "Definitivamente, precisamos fazer muito mais medições da neve marinha para quebrar os mecanismos por trás do que está acontecendo, "Lauderdale acrescenta." Porque provavelmente todos esses processos são relevantes, mas realmente queremos saber quais são os responsáveis ​​pelo sequestro de carbono. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.