Em outubro de 2019, Eu naveguei com uma equipe de cientistas a bordo do navio da Guarda Costeira canadense John P. Tully no nordeste do Oceano Pacífico, na costa da Ilha de Vancouver. Lutando contra o mar agitado e a falta de sono, passamos a maior parte de uma semana trabalhando ombro a ombro em uma pequena geladeira, analisar sedimentos do fundo do mar para aprender mais sobre os efeitos das condições de baixo oxigênio em ambientes de alto mar. p Quando os organismos morrem, eles afundam na coluna de água, consumindo oxigênio no oceano subterrâneo à medida que se decompõem. Isso leva a bandas de água pobre em oxigênio chamadas zonas de oxigênio mínimo, ou "zonas mortas".

Esses ambientes hostis são inabitáveis ​​para a maioria dos organismos. Embora ocorram naturalmente em algumas áreas, zonas mortas costumam aparecer após fertilizantes e esgoto serem lavados a jusante para as áreas costeiras, desencadeando a proliferação de algas, que então morrem e se decompõem.

Artigo na Science sobre o declínio do oxigênio no oceano global e nas águas costeiras, resultado das mudanças climáticas e das atividades humanas. Feed de oceanos> 500 milhões de pessoas e pelo menos 500 zonas mortas foram relatadas perto da costa, de menos de 50 em 1950 https://t.co/NBohXhtkaI pic.twitter.com/VLKA4PbHmO

- Manolis Kogevinas (@KogevinasM) 5 de janeiro 2018

Um dos nossos estudos dessa expedição sugeriu que os sedimentos abaixo das águas pobres em oxigênio são uma fonte significativa de óxido nitroso (N ₂ O). Esse gás é liberado na atmosfera quando a água profunda sobe à superfície em um processo conhecido como ressurgência.

Óxido nitroso, mais comumente conhecido como "gás hilariante, "é um potente gás de efeito estufa, 300 vezes mais poderoso que o dióxido de carbono. Emissões globais de N ₂ O estão aumentando como resultado das atividades humanas que estimulam sua produção.

N ₂ O hotspots

Os oceanos representam atualmente cerca de 25 por cento do N global ₂ Emissões O, e os cientistas estão trabalhando para melhorar as estimativas das contribuições marinhas. A maioria das pesquisas tem se concentrado nas zonas mínimas de oxigênio, que são conhecidos como pontos de acesso de N ₂ Emissões O.

O aquecimento do oceano devido às mudanças climáticas está levando à expansão das zonas de oxigênio marinho mínimo em todo o mundo. Isso levou à especulação de que N ₂ As emissões de O dos oceanos continuarão a aumentar e a acelerar ainda mais as mudanças climáticas. Nossos resultados indicam que ainda mais N ₂ A produção pode ser esperada onde essas águas com baixo teor de oxigênio estão em contato com o fundo do mar.

p O nitrogênio é um componente essencial para a vida na Terra e existe no meio ambiente em muitas formas diferentes. Grupos especializados de micróbios unicelulares usam compostos contendo nitrogênio, como amônio e nitrato, para que a energia conduza as funções celulares. Essas reações metabólicas medeiam a transformação do nitrogênio entre seus vários estados no ambiente, durante o qual N ₂ O pode vazar para o meio ambiente como um subproduto.

Além de seus efeitos como gás de efeito estufa, N ₂ O é também a substância destruidora da camada de ozônio predominante emitida para a atmosfera.

Manguezais como N ₂ Ó bancos

Nossa equipe viajou para as Bermudas no outono de 2020 para medir N ₂ Emissões de O em uma floresta de mangue intocada em colaboração com o Instituto de Ciências Oceânicas das Bermudas. Esses sedimentos eram mais rasos e acessíveis aos mergulhadores, o que nos permitiu investigar exaustivamente seu papel em N ₂ O ciclismo sob diferentes condições ambientais.

Descobrimos que os sedimentos do fundo do mar nos manguezais das Bermudas estavam, na verdade, consumindo N ₂ O da água do mar sobrejacente. N semelhante ₂ O "sumidouros" foram descritos anteriormente em outros sistemas prístinos, incluindo estuários, manguezais e até solos terrestres.

A capacidade dessas áreas de desenhar N ₂ O da atmosfera está vinculado às concentrações de nutrientes contendo nitrogênio no meio ambiente. A produção de óxido nitroso é inibida quando esses nutrientes contendo nitrogênio são escassos. Quando os níveis de nutrientes são suficientemente baixos, os habitats marinhos podem atuar como consumidores líquidos de N ₂ O.

Sedimentos que agem como N ₂ O sumidouros também podem atuar como fontes líquidas de N ₂ O para a atmosfera quando sujeito ao aumento da carga de nitrogênio do escoamento agrícola e águas residuais urbanas. De fato, manguezais e outros ecossistemas próximos à costa que experimentam entradas sustentadas de nitrogênio dissolvido tendem a ser grandes N ₂ O emissores.

p Até que ponto os ambientes primitivos podem servir como amortecedores contra aumentos no N atmosférico ₂ As concentrações de O ainda são incertas. A maioria dos estudos até o momento se concentrou em regiões densamente povoadas e altamente perturbadas da Europa e da Ásia, que atuam como fontes de N ₂ O. Isso deixa muito a ser aprendido sobre o papel dos habitats marinhos primitivos como N ₂ O sumidouros e sua influência geral no N global ₂ O orçamentos.

Fertilizante direcionado

p Apesar de reduzir o N marinho futuro ₂ As emissões de O dependem do problema mais complexo de desacelerar o crescimento e a propagação das zonas mínimas de oxigênio marinho, ações para conservar e restaurar ambientes costeiros intocados são intervenções tratáveis ​​que podem ser implementadas a curto prazo.

p Atualmente, as práticas agrícolas humanas são responsáveis ​​por mais de dois terços do N global ₂ Emissões O. Como resultado, muita atenção tem sido direcionada à redução da quantidade de nitrogênio em excesso adicionado aos solos agrícolas por meio de fertilizantes. Uma vez que os nutrientes que não são absorvidos pelas plantas muitas vezes acabam em bacias hidrográficas que drenam para o oceano, as políticas que tratam do uso excessivo de fertilizantes também beneficiarão os ecossistemas aquáticos adjacentes.

Contudo, reduzir ainda mais as emissões marinhas exigirá uma abordagem multifacetada que também trate do desenvolvimento costeiro e das práticas de eliminação de águas residuais em áreas fortemente impactadas.

As Nações Unidas declararam 2021 como o início da Década da Ciência dos Oceanos para o Desenvolvimento Sustentável. Detalhar a ligação vital entre os oceanos e as mudanças climáticas nunca foi tão oportuno quanto agora.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.