"O grande mistério sobre o plâncton é o que controla sua distribuição e abundância, e quais condições levam a grandes florações de plâncton, "disse Dennis McGillicuddy, Cientista sênior e chefe do departamento de física e engenharia aplicada aos oceanos no Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).

Dois novos artigos exploram esta questão e fornecem exemplos de condições que levam à proliferação massiva de plâncton com impactos potenciais muito diferentes no ecossistema, de acordo com McGillicuddy, co-autor de ambos os artigos. Ambos os artigos também apontam para a importância do uso de tecnologia avançada, incluindo gravadores de plâncton de vídeo, veículos subaquáticos autônomos, e o Coastal Pioneer Array da Ocean Observatories Initiative - para localizar e monitorar essas florações.

Em um jornal, "Pontos quentes de diatomácea impulsionados pela instabilidade da corrente do limite ocidental, " publicado em Cartas de Pesquisa Geofísica (GRL) , os cientistas encontraram florescências de pontos quentes sub-superficiais inesperadamente produtivas de fitoplâncton de diatomáceas.

No GRL papel, pesquisadores investigaram a dinâmica que controla a produtividade primária em uma região do Mid-Atlantic Bight (MAB), um dos ecossistemas marinhos mais produtivos do mundo. Em 2019, eles observaram pontos quentes inesperados de diatomáceas na região do declive da zona eufótica da baía, a camada do oceano que recebe luz suficiente para que a fotossíntese ocorra. O fitoplâncton são microrganismos fotossintéticos que constituem a base da cadeia alimentar aquática.

Foi surpreendente para os pesquisadores que os hotspots ocorreram em águas de alta salinidade que se intrometiam na Corrente do Golfo. "Embora se acredite que essas intrusões de água da Corrente do Golfo com baixo teor de nutrientes diminuem potencialmente a produtividade biológica, apresentamos evidências de um florescimento de diatomáceas subsuperficial inesperadamente produtivo resultante da intrusão direta de um meandro da Corrente do Golfo em direção à plataforma continental, "observam os autores. Eles levantam a hipótese de que os hotspots não foram alimentados pela água de superfície da Corrente do Golfo, que é normalmente pobre em nutrientes e clorofila, mas sim que os pontos críticos eram alimentados por nutrientes que afloraram na zona de luz solar das águas mais profundas da Corrente do Golfo.

Com a mudança de estabilidade da Corrente do Golfo, intrusões da Corrente do Golfo tornaram-se mais frequentes nas últimas décadas, de acordo com os pesquisadores. "Esses resultados sugerem que a mudança da circulação em grande escala tem consequências para a produtividade regional que não são detectáveis ​​pelos satélites em virtude de sua ocorrência bem abaixo da superfície, "observam os autores.

"Neste caso particular, a mudança do clima levou a um aumento da produtividade nesta região específica, em virtude de uma interação sutil e um tanto inesperada entre a física e a biologia do oceano. Essa mesma dinâmica pode não ser necessariamente válida em outras partes do oceano, e é bastante provável que outras áreas do oceano se tornem menos produtivas com o tempo. Isso é muito preocupante, "disse McGillicuddy." Haverá diferenças regionais na forma como o oceano responde à mudança climática. E a sociedade precisa ser capaz de administrar de forma inteligente a partir de uma perspectiva regional, não apenas em uma perspectiva global. "

A descoberta da pesquisa demonstrou "um ótimo, impacto biológico contra-intuitivo dessa mudança de circulação em grande escala, " disse o GRL autor principal do artigo, Hilde Oliver, um pós-doutorado em Física e Engenharia Aplicada aos Oceanos no WHOI. Ela se lembra de ter visto os dados do instrumento chegando. Com valores típicos de verão de cerca de 1-1,5 microgramas de clorofila por litro de água do mar, pesquisadores registraram "concentrações inéditas de clorofila nesta região no verão, "tão alto quanto 12 ou 13 microgramas por litro, Oliver disse.

Oliver, cujo Ph.D. focado na modelagem, disse que o cruzeiro a ajudou a observar os florescimentos do fitoplâncton de um ponto de vista mais do que teórico. "Ir para o oceano e ver como a física do oceano pode manifestar essas flores no mundo real foi uma revelação para mim, " ela disse.

Outro jornal, "Um Regional, Floração no início da primavera de Phaeocystis pouchetii na plataforma continental da Nova Inglaterra, "publicado no Journal of Geophysical Research:Oceans (JGR:Oceans) , também abriu os olhos. Os pesquisadores que investigaram a dinâmica biológica da plataforma continental da Nova Inglaterra em 2018 descobriram uma enorme floração do fitoplâncton haptófito Phaeocystis pouchetii.

Contudo, ao contrário dos hotspots de diatomáceas descritos no GRL papel, Phaeocystis é "intragável para muitos organismos diferentes e perturba toda a cadeia alimentar, "disse Walker Smith, professor aposentado do Instituto de Ciências Marinhas da Virgínia William e Mary, quem é o autor principal do JGR:Oceanos papel. O fitoplâncton forma colônias gelatinosas com milímetros de diâmetro.

Quando floresce Phaeocystis, ele utiliza nutrientes como qualquer outra forma de fitoplâncton faria. Contudo, ao contrário das diatomáceas observadas no GRL papel, Phaeocystis converte biomassa em algo que não tende a passar pelo resto da cadeia alimentar, disse McGillicuddy.

"Compreender as interações físico-biológicas no sistema costeiro fornece uma base para prever essas proliferações de algas potencialmente prejudiciais e pode levar a uma melhor previsão de seus impactos nos sistemas costeiros, "afirmaram os autores.

Grandes florescimentos do estágio colonial desta e de espécies semelhantes foram relatados em muitos sistemas em diferentes partes do mundo, que Smith estudou. Esses tipos de florações provavelmente ocorrem a cada três anos na plataforma continental da Nova Inglaterra e provavelmente têm um impacto bastante forte nas águas da Nova Inglaterra, teias alimentares, e pesca, disse Smith. Os gestores costeiros precisam saber sobre essas flores porque podem ter impactos econômicos na aquicultura nas áreas costeiras, ele disse.

"Apesar do fato de que o Mid-Atlantic Bight foi bem estudado e amplamente amostrado, há coisas que estão acontecendo que ainda não apreciamos, "disse Smith." Um exemplo são essas flores Phaeocystis que estão profundamente na água e que você nunca vai ver a menos que esteja lá porque os satélites não podem mostrá-los. Então, quanto mais olhamos, mais descobrimos. "