Uma análise dos núcleos de sedimentos do Mar de Bering revelou uma relação recorrente entre climas mais quentes e episódios abruptos de "zonas mortas" de baixo oxigênio no subártico Oceano Pacífico Norte nos últimos 1,2 milhões de anos.

O novo estudo, liderado por pesquisadores da UC Santa Cruz, foi publicado em 2 de junho em Avanços da Ciência . Os resultados fornecem informações cruciais para a compreensão das causas de baixo oxigênio ou "hipóxia" no Pacífico Norte e para prever a ocorrência de condições de hipóxia no futuro.

“É essencial entender se a mudança climática está empurrando os oceanos em direção a um 'ponto de inflexão' para hipóxia abrupta e severa que destruiria os ecossistemas, Fontes de alimentos, e economias, "disse a primeira autora Karla Knudson, que liderou o estudo como aluno de pós-graduação em Ciências da Terra na UCSC.

Os pesquisadores basearam suas descobertas em uma análise de núcleos de sedimentos profundos de um local no Mar de Bering. Por longos períodos de tempo, os sedimentos são depositados e acumulados no fundo do mar. A atividade dos organismos que vivem nos sedimentos do fundo do mar geralmente os perturba e os mistura à medida que se acumulam, mas se a hipóxia matou esses organismos, um padrão ordenado de camadas é preservado. Assim, os cientistas podem encontrar um registro de eventos anteriores de hipóxia na forma desses sedimentos em camadas ou "laminados" em núcleos perfurados do fundo do mar.

Os cientistas sabem há muito tempo sobre um episódio importante de hipóxia generalizada no Pacífico Norte no final da última era glacial, quando o derretimento das camadas de gelo enviou um influxo maciço de água doce para o oceano. O novo estudo fornece os primeiros registros de eventos anteriores de baixo oxigênio, e mostra que a ocorrência mais recente não foi representativa da maioria desses eventos em termos de mecanismos ou tempo.

"Não é necessária uma grande perturbação, como o derretimento dos mantos de gelo, para que isso aconteça, "disse a autora correspondente Ana Christina Ravelo, professor de ciências oceânicas na UC Santa Cruz. "Esses eventos hipóxicos abruptos são realmente comuns no registro geológico, e eles não estão tipicamente associados ao degelo. Quase sempre acontecem durante os períodos interglaciais quentes, como aquele em que estamos agora. "

A hipóxia ocorre após intenso crescimento do fitoplâncton (algas marinhas) nas águas superficiais. Quando o fitoplâncton morre, eles afundam no oceano e se decompõem, que esgota o oxigênio e libera dióxido de carbono na água abaixo da superfície. O que desencadeia esses eventos, Contudo, permanece obscuro. O aquecimento do oceano, alto nível do mar, e a disponibilidade de ferro (um fator limitante para o crescimento do fitoplâncton) parecem desempenhar um papel.

"Nosso estudo mostra que o nível do mar alto, que ocorrem durante climas interglaciais quentes, contribuiu para esses eventos hipóxicos, "Knudson disse." Durante o nível do mar alto, o ferro dissolvido das plataformas continentais inundadas pode ser transferido para o oceano aberto e promover o crescimento intenso do fitoplâncton nas águas superficiais. "

Embora o alto nível do mar seja uma condição de fundo importante, não é suficiente para desencadear um evento hipóxico por si só. Mudanças na circulação do oceano, incluindo ressurgência intensificada para trazer mais nutrientes para as águas superficiais e correntes mais fortes que poderiam transferir ferro da plataforma continental para o oceano aberto, pode desempenhar um papel crítico, Knudson disse.

Atualmente, zonas mortas regionais ocorrem em áreas costeiras em todo o mundo devido aos efeitos do aquecimento do clima na temperatura, bem como o enriquecimento de nutrientes das águas costeiras com fertilizantes agrícolas. Mas mesmo a enorme zona morta na foz do rio Mississippi empalidece em comparação com a hipóxia generalizada que ocorreu em todo o Oceano Pacífico Norte no final da última era glacial.

Como o novo estudo é baseado em núcleos de sedimentos de um único local, os pesquisadores não sabem a extensão das zonas mortas que ele registra - se elas foram confinadas ao mar de Bering ou se estenderam pela orla do Pacífico Norte, como o evento mais recente fez.

"Não sabemos quão extensos eram, mas sabemos que foram muito intensos e duraram mais do que o evento de degelo que foi tão bem estudado, "disse Ravelo, que foi co-cientista-chefe da Expedição 323 do Programa Integrado de Perfuração Oceânica, que recuperou os núcleos do Mar de Bering em 2009.

Knudson disse que os núcleos registram vários eventos durante cada período interglacial ao longo do Pleistoceno, com transições abruptas onde os sedimentos laminados aparecem e desaparecem no núcleo.

As novas descobertas levantam preocupações sobre se as mudanças climáticas e o aquecimento dos oceanos levarão a um ponto de inflexão que desencadearia uma hipóxia generalizada no Oceano Pacífico Norte.

“O sistema está preparado para este tipo de evento acontecer, "Ravelo disse." Precisamos saber o quão extensos eles eram, e precisamos repensar como esses eventos são acionados, porque agora sabemos que não é necessária uma grande perturbação. Este estudo prepara o terreno para muito trabalho de acompanhamento. "