Robôs flutuantes revelam quanta poeira transportada pelo ar fertiliza o Oceano Antártico – um importante amortecedor climático
Um enorme florescimento de fitoplâncton na costa atlântica da Patagônia, Argentina, em 2010. Crédito:Observatório da Terra da NASA/Norman Kuring, Ocean Color Web O Oceano Antártico, uma região crítica para o clima da Terra, abriga vastas florações de plantas oceânicas microscópicas conhecidas como fitoplâncton. Eles constituem a base da cadeia alimentar antártica.
Usando uma frota de carros alegóricos robóticos, nosso estudo foi publicado na Nature revela que a poeira trazida pelo vento fornece ferro suficiente para sustentar um terço do crescimento do fitoplâncton no Oceano Antártico. Saber isto irá ajudar-nos a compreender como o aquecimento global irá afectar os principais processos climáticos em que o fitoplâncton está envolvido.
O Oceano Antártico atua como um “amortecedor” climático. Suas águas frias e vasta área capturam até 40% do dióxido de carbono (CO₂) gerado pelo homem e absorvido pelos oceanos do planeta a cada ano.
O CO₂ gerado pelo homem entra principalmente no oceano à medida que se dissolve na superfície. No entanto, os processos biológicos que transferem grandes quantidades de CO₂ da superfície para as profundezas do oceano desempenham um papel crítico no ciclo natural do carbono do oceano.
Mesmo pequenas alterações nestes processos no Oceano Antártico poderiam enfraquecer ou fortalecer o amortecedor climático. É aqui que o fitoplâncton desempenha um papel fundamental.
Fitoplâncton:minúsculo, mas poderoso
Tal como as plantas terrestres, o fitoplâncton converte CO₂ em biomassa através da fotossíntese. Quando o fitoplâncton morre, ele afunda nas profundezas do oceano. Isto bloqueia efetivamente o carbono durante décadas, ou mesmo centenas de anos. Isso é conhecido como bomba biológica de carbono e ajuda a regular o clima da Terra.
O fitoplâncton precisa de nutrientes e luz para florescer. O nitrogênio, na forma de nitrato, é um desses nutrientes essenciais e é abundante no Oceano Antártico. Durante o período de floração na primavera e no verão, o fitoplâncton consome nitrato.
Isto oferece aos cientistas uma oportunidade única:ao medir a quantidade de nitrato que desaparece sazonalmente, podem calcular o crescimento do fitoplâncton e do carbono sequestrado na sua biomassa.
Mas há uma reviravolta. O ferro, outro nutriente essencial, é escasso no Oceano Antártico. Esta escassez impede o crescimento do fitoplâncton, diminuindo a eficiência da bomba biológica de carbono.
Deposição de nitratos e poeiras na superfície do Oceano Antártico. Crédito:Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07366-4
A poeira estimula a vida no Oceano Antártico
O ferro é comumente encontrado no solo. Os ventos transportam poeira rica em ferro dos continentes para os oceanos. Este fornecimento de ferro derivado da poeira pode desencadear a proliferação de fitoplâncton, tornando mais verdes trechos do oceano e fortalecendo a bomba de carbono.
Historicamente, para estudar os efeitos da fertilização com ferro no fitoplâncton – independentemente de o ferro ter vindo do pó, de outras fontes naturais ou ter sido deliberadamente adicionado – os cientistas tiveram de embarcar em dispendiosas viagens de investigação ao remoto Oceano Antártico.
No entanto, os insights de tais experimentos foram restritos a pequenas regiões e curtos períodos durante certas estações. Pouco se sabia sobre o impacto da poeira no fitoplâncton durante todo o ano em todo o Oceano Antártico.
Para resolver essa lacuna, recorremos aos robôs.
Robôs oceânicos seguem o rastro de poeira
Na última década, organizações de pesquisa implantaram uma frota de flutuadores oceânicos robóticos em todo o mundo. Esses robôs monitoram incansavelmente as propriedades dos oceanos, incluindo a concentração de nitratos.
Em nosso estudo, analisamos medições de nitratos em 13.600 locais no Oceano Antártico. Calculamos o crescimento do fitoplâncton a partir do desaparecimento de nitrato e combinamos essas estimativas de crescimento com modelos computacionais de deposição de poeira.
Com esta nova abordagem, descobrimos uma ligação direta entre o fornecimento de ferro derivado de poeira e o crescimento do fitoplâncton. É importante ressaltar que também descobrimos que a poeira não coincide apenas com o crescimento do fitoplâncton – na verdade, ela o alimenta fornecendo ferro.
Usámos esta relação para construir mapas de produtividade do Oceano Antártico – passado, presente ou futuro. Estes mapas sugerem que a poeira sustenta hoje cerca de um terço do crescimento do fitoplâncton no Oceano Antártico.
Os fortes ventos de oeste transportam a poeira dos desertos da Austrália, da Patagónia e da África Austral através do Oceano Antártico. A deposição de poeira mostrada aqui foi calculada por modelos computacionais. Crédito:Adaptado de Weis et al. (2024)
Durante as eras glaciais, uma combinação de condições mais secas, níveis mais baixos do mar e ventos mais fortes fez com que a deposição de poeira no Oceano Antártico fosse até 40 vezes maior do que hoje.
Quando aplicamos simulações de poeira da última era glacial à nossa relação recém-descoberta, estimamos que o crescimento do fitoplâncton foi duas vezes maior durante estes tempos mais poeirentos do que é hoje.
Assim, ao estimular o crescimento do fitoplâncton, a poeira provavelmente desempenhou um papel importante na manutenção das concentrações atmosféricas de CO₂ baixas durante as eras glaciais.
Por que isso importa?
O aquecimento global e as alterações na utilização dos solos poderão alterar rapidamente a entrega de poeiras aos oceanos no futuro.
Estas mudanças teriam consequências importantes para os ecossistemas oceânicos e para a pesca, e a nossa investigação fornece as ferramentas para ajudar a prever estas mudanças.
Para manter o aquecimento global abaixo de 1,5˚C, é imperativo que encontremos métodos seguros e eficazes para remover ativamente o CO₂ da atmosfera. Uma estratégia proposta e controversa envolve fertilizar o Oceano Antártico com ferro, imitando os processos naturais que diminuíram o CO₂ durante as eras glaciais.
Os nossos resultados sugerem que tal estratégia poderia aumentar a produtividade nas partes menos poeirentas do Oceano Antártico, mas permanecem incertezas em torno das consequências ecológicas desta intervenção e da sua eficácia a longo prazo na captura de carbono.
Ao estudar como a natureza fez isto no passado, podemos aprender mais sobre os possíveis resultados e a viabilidade de fertilizar o oceano para mitigar as alterações climáticas.
