Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia terminaram de investigar como o enfraquecimento pré-histórico de uma grande corrente oceânica levou a um declínio nos nutrientes dos oceanos e a impactos negativos na vida do oceano Atlântico Norte. Os resultados apoiam previsões sobre como os nossos oceanos poderão reagir a uma mudança climática – e o que isso significa para a vida oceânica.



O oceano Atlântico Norte é um centro de atividade biológica, em grande parte devido à Corrente do Golfo, que fornece uma rica corrente de nutrientes. Os cientistas especularam que a mudança do nosso clima pode levar a um declínio dos nutrientes e da actividade biológica no Atlântico Norte devido a um enfraquecimento da circulação oceânica – mas esta teoria foi anteriormente apoiada apenas por modelos.

Agora, ao estudar sedimentos enterrados na origem da Corrente do Golfo, a equipa conduziu uma investigação inédita sobre o impacto de um declínio semelhante induzido pelo clima há quase 13 mil anos, quando a Terra saiu da última era glacial.

O artigo, "Um fluxo diminuído de nutrientes no Atlântico Norte durante a reversão climática de Dryas mais jovem" foi publicado na Science essa semana. Liderada por Jean Lynch-Stieglitz, professor da Escola de Ciências Atmosféricas da Terra da Georgia Tech, a equipe também incluiu ex-alunos de Lynch-Stieglitz:Tyler Vollmer, Shannon Valley e Eric Blackmon, junto com Sifan Gu (Jiao Tong University School de Oceanografia) e Thomas Marchitto (Universidade do Colorado, Boulder).

“A pesquisa testa um conceito que anteriormente só foi explorado em teoria e modelos”, diz Lynch-Stieglitz. "A circulação em grande escala do Atlântico fornece os nutrientes que sustentam a produtividade biológica no Atlântico Norte."

Dado que se espera que a corrente continue a enfraquecer ao longo do próximo século, como resultado das emissões de gases com efeito de estufa, os investigadores prevêem que o Atlântico Norte receberá cada vez menos nutrientes.

“Este conceito tem implicações no mundo real para a saúde futura dos oceanos e da pesca”, explica Lynch-Stieglitz. Os impactos variam desde um declínio nas populações de peixes até um impacto potencial na quantidade de CO₂ o oceano pode absorver.

“As mudanças climáticas dramáticas que a Terra sofreu no passado podem ajudar-nos a compreender que partes do sistema terrestre são vulneráveis ​​às mudanças e ajudar-nos a avaliar ideias sobre os impactos das alterações climáticas em curso”, acrescenta ela.

Um mistério improvável

A equipe estudou o Younger Dryas, um período durante a transição da última era glacial, quando houve um enfraquecimento da circulação atlântica. Ao examinar como o fluxo de nutrientes mudou quando a circulação enfraqueceu no passado, os investigadores esperavam compreender melhor o que podemos esperar do aquecimento dos oceanos de hoje.

No entanto, a equipe inicialmente não partiu com esse objetivo em mente – o trabalho começou como um projeto de pesquisa de graduação com um mistério intrigante. Eric Blackmon, então estudante do laboratório de Lynch-Stieglitz, estava interessado em investigar o desaparecimento de uma espécie de plâncton do Oceano Atlântico Norte durante a última era glacial.

“O resultado deste estudo foi intrigante”, lembra Lynch-Stieglitz. A equipe decidiu usar uma técnica raramente utilizada para entender melhor os resultados. O método de reconstrução da concentração de oxigénio na água do mar produziu um registo invulgarmente claro de como a concentração de oxigénio na água do mar mudou ao longo do tempo.

“Nossa equipe percebeu que, quando combinada com uma reconstrução anterior da química da água do mar, a técnica forneceu informações importantes sobre a história e os mecanismos de entrega de nutrientes ao Oceano Atlântico Norte”, diz Lynch-Stieglitz. “Queremos responder a uma pequena questão e, ao longo do caminho, descobrimos que os nossos dados têm implicações mais amplas do que prevíamos”.

Lindas conchas minúsculas

Com esta nova técnica, a equipe analisou camadas de sedimentos no Estreito da Flórida, uma passagem estreita entre Florida Keys e Cuba, onde o Golfo do México e o Oceano Atlântico se encontram. Ao perfurar essas camadas e coletar uma amostra cilíndrica, “as camadas de sedimentos acumulados fornecem uma história ambiental no local”, explica Lynch-Stieglitz. Neste caso, "vimos como as conchas de organismos unicelulares chamados foraminifera mudou com o tempo." Porque foraminifera vivem no fundo do oceano, as suas conchas acumulam-se dentro de cada camada de sedimentos, preservando importantes assinaturas químicas que podem ser usadas para reconstruir a química do oceano em que residiam.

“É surpreendente que a química dos oceanos do passado possa ser reconstruída com tantos detalhes usando lindas e minúsculas conchas”, diz Lynch-Stieglitz.

A pesquisa mostrou que durante o Younger Dryas, à medida que a circulação enfraquecia, os nutrientes na Corrente do Golfo diminuíam e a quantidade de oxigênio no Estreito da Flórida aumentava. A equipe também descobriu que, à medida que o fluxo de nutrientes diminuía, a quantidade de produtividade biológica no Atlântico Norte também diminuía.

“O estudo representa um desenvolvimento importante do proxy baseado em isótopos de carbono para concentrações passadas de oxigênio”, diz Lynch-Stieglitz. "O registro é muito claro, e a magnitude e o momento das mudanças no oxigênio dissolvido são refletidos em um grau surpreendente na reconstrução do fosfato."

Além do clima

Além dessas descobertas sobre como o oceano funciona, o estudo da equipe sobre os foraminíferos também fornece novas maneiras de entender como os nutrientes circulam no oceano e como investigamos isso. Estas janelas sobre como os oceanos da Terra mudaram no passado fornecem uma ferramenta crítica para testar modelos, permitindo-nos prever melhor como os nossos oceanos e os recursos que eles fornecem poderão responder às alterações climáticas no futuro.

“As mudanças físicas no sistema terrestre podem ter mudanças profundas na vida no oceano e impactos de longo alcance”, observa Lynch-Stieglitz. “As alterações climáticas são mais do que o clima.”

Mais informações: Jean Lynch-Stieglitz et al, Uma diminuição do fluxo de nutrientes do Atlântico Norte durante a reversão climática do Younger Dryas, Science (2024). DOI:10.1126/science.adi5543
Informações do diário: Ciência

Fornecido pelo Instituto de Tecnologia da Geórgia