Uma equipe internacional de pesquisadores fez soar novos alarmes sobre a mudança química da região ocidental do Oceano Ártico depois de descobrir que os níveis de acidez aumentam três a quatro vezes mais rápido do que as águas oceânicas em outros lugares.
A equipe, que inclui Wei-Jun Cai, especialista em química marinha da Universidade de Delaware, também identificou uma forte correlação entre a taxa acelerada de derretimento do gelo na região e a taxa de acidificação dos oceanos, uma combinação perigosa que ameaça a sobrevivência de plantas, mariscos, recifes de corais e outros processos biológicos e de vida marinha em todo o ecossistema do planeta.

O novo estudo, publicado na quinta-feira, 30 de setembro na Science , é a primeira análise da acidificação do Ártico que inclui dados de mais de duas décadas, abrangendo o período de 1994 a 2020.

Os cientistas previram que até 2050 – se não antes – o gelo marinho do Ártico nesta região não sobreviverá mais às estações de verão cada vez mais quentes. Como resultado desse recuo do gelo marinho a cada verão, a química do oceano se tornará mais ácida, sem cobertura de gelo persistente para retardar ou mitigar o avanço.

Isso cria problemas de risco de vida para a população extremamente diversificada de criaturas marinhas, plantas e outros seres vivos que dependem de um oceano saudável para sobreviver. Caranguejos, por exemplo, vivem em uma casca dura construída a partir do carbonato de cálcio predominante na água do oceano. Os ursos polares dependem de populações saudáveis ​​de peixes para alimentação, peixes e aves marinhas dependem de plâncton e plantas, e os frutos do mar são um elemento-chave da dieta de muitos humanos.

Isso torna a acidificação dessas águas distantes um grande problema para muitos dos habitantes do planeta.

Primeiro, um rápido curso de atualização sobre os níveis de pH, que indicam quão ácido ou alcalino é um determinado líquido. Qualquer líquido que contenha água pode ser caracterizado pelo seu nível de pH, que varia de 0 a 14, sendo a água pura considerada neutra com pH de 7. Todos os níveis inferiores a 7 são ácidos, todos os níveis superiores a 7 são básicos ou alcalinos, com cada passo completo representando uma diferença de dez vezes na concentração de íons de hidrogênio. Exemplos do lado ácido incluem ácido de bateria, que verifica em pH 0, ácido gástrico (1), café preto (5) e leite (6,5). Inclinando-se para o básico estão o sangue (7,4), bicarbonato de sódio (9,5), amônia (11) e limpador de ralos (14). A água do mar é normalmente alcalina, com um valor de pH em torno de 8,1.

Cai, a Mary A.S. Lighthipe Professor da School of Marine Science and Policy no College of Earth, Ocean and Environment da UD, publicou pesquisas significativas sobre a mudança química dos oceanos do planeta e este mês completou um cruzeiro da Nova Escócia à Flórida, servindo como cientista-chefe entre 27 a bordo do navio de pesquisa. O trabalho inclui quatro áreas de estudo:Costa Leste, Golfo do México, Costa do Pacífico e região do Alasca/Ártico.

O novo estudo em Ciência incluiu o pesquisador de pós-doutorado da UD Zhangxian Ouyang, que participou de uma viagem recente para coletar dados no Mar de Chukchi e na Bacia do Canadá no Oceano Ártico.

O primeiro autor da publicação foi Di Qi, que trabalha com institutos de pesquisa chineses em Xiamen e Qingdao. Também colaboraram nesta publicação cientistas de Seattle, Suécia, Rússia e seis outros locais de pesquisa chineses.

"Você não pode simplesmente ir sozinho", disse Cai. "Esta colaboração internacional é muito importante para coletar dados de longo prazo em uma grande área no oceano remoto. Nos últimos anos, também colaboramos com cientistas japoneses, pois o acesso à água do Ártico foi ainda mais difícil nos últimos três anos devido à COVID-19. 19. E sempre temos cientistas europeus participando."

Cai disse que ele e Qi ficaram perplexos quando revisaram os dados do Ártico juntos pela primeira vez durante uma conferência em Xangai. A acidez da água estava aumentando três a quatro vezes mais rápido do que as águas oceânicas em outros lugares.

Isso foi impressionante mesmo. Mas por que estava acontecendo?

Cai logo identificou um principal suspeito:o aumento do derretimento do gelo marinho durante a temporada de verão do Ártico.

Historicamente, o gelo marinho do Ártico derreteu em regiões marginais rasas durante as estações de verão. Isso começou a mudar na década de 1980, disse Cai, mas aumentou e diminuiu periodicamente. Nos últimos 15 anos, o derretimento do gelo acelerou, avançando para a bacia profunda no norte.

Por um tempo, os cientistas pensaram que o derretimento do gelo poderia fornecer um promissor "sumidouro de carbono", onde o dióxido de carbono da atmosfera seria sugado para as águas frias e famintas de carbono que estavam escondidas sob o gelo. Essa água fria conteria mais dióxido de carbono do que as águas mais quentes poderiam e podem ajudar a compensar os efeitos do aumento do dióxido de carbono em outras partes da atmosfera.

Quando Cai estudou pela primeira vez o Oceano Ártico em 2008, ele viu que o gelo havia derretido além do Mar de Chukchi, no canto noroeste da região, até a Bacia do Canadá – muito além de seu alcance típico. Ele e seus colaboradores descobriram que a água doce derretida não se misturava com águas mais profundas, o que teria diluído o dióxido de carbono. Em vez disso, a água da superfície absorveu o dióxido de carbono até atingir os mesmos níveis da atmosfera e depois parou de coletá-lo. Eles relataram esse resultado em um artigo na Science em 2010.

Isso também mudaria o nível de pH das águas do Ártico, eles sabiam, reduzindo os níveis alcalinos da água do mar e reduzindo sua capacidade de resistir à acidificação. Mas quanto? E quanto tempo? Eles levaram mais uma década para coletar dados suficientes para chegar a uma conclusão sólida sobre a tendência de acidificação de longo prazo.

Analisando dados coletados de 1994 a 2020 – a primeira vez que uma perspectiva de longo prazo foi possível – Cai, Qi e seus colaboradores encontraram um aumento extraordinário na acidificação e uma forte correlação com o aumento da taxa de derretimento do gelo.

Eles apontam para o derretimento do gelo marinho como o principal mecanismo para explicar essa rápida diminuição do pH, porque altera a física e a química da água superficial de três maneiras principais:

• A água sob o gelo marinho, que tinha um déficit de dióxido de carbono, agora está exposta ao dióxido de carbono atmosférico e pode absorver dióxido de carbono livremente.
• A água do mar misturada com a água do degelo é leve e não pode se misturar facilmente em águas mais profundas, o que significa que o dióxido de carbono retirado da atmosfera está concentrado na superfície.
• A água derretida dilui a concentração de íons carbonato na água do mar, enfraquecendo sua capacidade de neutralizar o dióxido de carbono em bicarbonato e diminuindo rapidamente o pH do oceano.

Cai disse que mais pesquisas são necessárias para refinar ainda mais o mecanismo acima e prever melhor as mudanças futuras, mas os dados até agora mostram novamente os efeitos de longo alcance das mudanças climáticas.

“Se todo o gelo de vários anos for substituído por gelo do primeiro ano, haverá menor alcalinidade e menor capacidade de buffer e a acidificação continuará”, disse ele. "Até 2050, achamos que todo o gelo terá desaparecido no verão. Alguns jornais preveem que isso acontecerá até 2030. E se seguirmos a tendência atual por mais 20 anos, a acidificação do verão será muito, muito forte."

Ninguém sabe exatamente o que isso fará com as criaturas, plantas e outros seres vivos que dependem das águas saudáveis ​​do oceano.

"Como isso afetará a biologia lá?" Cai perguntou. "É por isso que isso é importante." + Explorar mais

Equipe internacional relata acidificação oceânica se espalhando rapidamente no Oceano Ártico