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Devido à intensificação do derretimento do gelo marinho no Ártico, a luz solar está agora a penetrar cada vez mais profundamente no oceano. Como o zooplâncton marinho responde à luz disponível, isto também está a mudar o seu comportamento – especialmente a forma como os pequenos organismos sobem e descem na coluna de água. Como demonstrou agora uma equipa internacional de investigadores liderada pelo Instituto Alfred Wegener, no futuro isto poderá levar a uma escassez alimentar mais frequente para o zooplâncton e a efeitos negativos para espécies maiores, incluindo focas e baleias. O estudo acaba de ser divulgado na revista Natureza Mudanças Climáticas.
Em resposta às alterações climáticas antropogénicas, a extensão e a espessura do gelo marinho do Árctico estão a diminuir; a extensão média do gelo marinho está actualmente a diminuir a uma taxa de 13% por década. Já em 2030 – como indicam os últimos estudos e simulações – o Pólo Norte poderá ver o seu primeiro verão sem gelo. Como resultado, as condições físicas dos organismos no Oceano Ártico estão a mudar de forma igualmente visível. Por exemplo, devido ao gelo marinho menor e mais fino, a luz solar pode penetrar muito mais abaixo da superfície. Como resultado, sob certas condições, a produção primária – isto é, o crescimento – de microalgas na água e no gelo pode aumentar substancialmente. A forma como estas mudanças nas condições de luz estão a afectar os níveis tróficos mais elevados da cadeia alimentar – como o zooplâncton, que se alimenta em parte de microalgas – permanece pouco compreendida. A este respeito, uma equipa internacional de investigadores liderada pelo Dr. Hauke Flores do Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigação Polar e Marinha (AWI), obteve agora informações valiosas.
De acordo com Flores: “Todos os dias, o movimento em massa de organismos em maior escala no nosso planeta ocorre no oceano – a migração diária do zooplâncton, que inclui pequenos copépodes e krill. À noite, o zooplâncton surge perto da superfície da água para se alimentar. Quando chega o dia, eles migram de volta para as profundezas, mantendo-os protegidos dos predadores. Embora os organismos individuais sejam minúsculos, tomados em conjunto, isso constitui um tremendo movimento vertical diário de biomassa dentro da coluna de água. Mas nas regiões polares, o a migração é diferente – é sazonal; em outras palavras, o zooplâncton segue um ciclo sazonal. Durante os meses de brilho do Dia Polar no verão, eles permanecem nas profundezas; durante os meses de escuridão da Noite Polar no inverno , parte do zooplâncton sobe e permanece nas águas próximas à superfície, logo abaixo do gelo.”
Tanto a migração diária nas latitudes mais baixas como a migração sazonal nas regiões polares são predominantemente ditadas pela luz solar. Os minúsculos organismos geralmente preferem condições crepusculares. Eles gostam de ficar abaixo de uma certa intensidade de luz (irradiância crítica), que geralmente é bastante baixa e fica bem na faixa do crepúsculo. Quando a intensidade da luz solar muda ao longo de um dia ou das estações, o zooplâncton vai para onde pode encontrar as suas condições de luz preferidas, o que, em última análise, significa que sobe ou afunda na coluna de água. “Particularmente no que diz respeito aos 20 metros superiores da coluna de água, logo abaixo do gelo marinho, não havia dados disponíveis sobre o zooplâncton”, explica Flores. “Mas é precisamente esta área de difícil acesso que é mais interessante, porque é dentro e logo abaixo do gelo onde crescem as microalgas das quais o zooplâncton se alimenta.” Para fazer leituras lá, a equipe projetou e construiu um observatório biofísico autônomo, que atracou abaixo do gelo no final da expedição MOSAiC com o quebra-gelo de pesquisa Polarstern da AWI em setembro de 2020. Aqui – longe de qualquer poluição luminosa devido a atividades humanas – o sistema foi capaz de medir continuamente a intensidade da luz abaixo do gelo e os movimentos do zooplâncton.
“Com base nas nossas leituras, identificamos uma irradiância crítica extremamente baixa para o zooplâncton: 0,00024 watts por metro quadrado”, afirma o investigador do AWI. “Em seguida, inserimos esse parâmetro em nossos modelos de computador para simular o sistema de gelo marinho. Isso nos permitiu projetar, para uma série de cenários climáticos, como a profundidade desse nível de irradiância mudaria até meados deste século se o gelo marinho ficou cada vez mais fino devido às mudanças climáticas.” O que os especialistas descobriram: Devido ao declínio constante da espessura do gelo, o nível crítico de irradiância cairia para profundidades maiores no início do ano e só retornaria à camada superficial cada vez mais tarde no ano. Uma vez que o zooplâncton permanece fundamentalmente em águas abaixo deste nível crítico, os seus movimentos reflectiriam esta mudança. Consequentemente, nestes cenários futuros eles permanecem cada vez mais em profundidades maiores, enquanto o seu tempo perto da superfície abaixo do gelo no inverno fica cada vez mais curto.
“Em climas futuros mais quentes, o gelo se formará mais tarde no outono, resultando na redução da produção de algas geladas”, explica Flores. “Isto, em combinação com a sua subida retardada à superfície, pode levar a uma escassez de alimentos mais frequente para o zooplâncton no inverno. Ao mesmo tempo, se o zooplâncton subir no início da primavera, poderá pôr em perigo as larvas de espécies de zooplâncton ecologicamente importantes. vivendo em níveis mais profundos, dos quais mais poderiam ser comidos pelos adultos.”
“No geral, o nosso estudo aponta para um mecanismo anteriormente negligenciado que poderia reduzir ainda mais as hipóteses de sobrevivência do zooplâncton ártico num futuro próximo”, diz Flores. “Se isso acontecer, terá consequências fatais para todo o ecossistema, incluindo focas, baleias e ursos polares. Mas as nossas simulações também mostram que o impacto na migração vertical será muito menos pronunciado se a meta de 1,5 graus puder ser alcançada. do que se as emissões de gases com efeito de estufa aumentarem sem controlo. Consequentemente, cada décimo de grau de aquecimento antropogénico que pode ser evitado é crítico para o ecossistema do Árctico.”
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