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Os seres humanos continuam a amplificar o aquecimento global, emitindo bilhões de toneladas de dióxido de carbono na atmosfera a cada ano. Um novo estudo revela que um parente humano distante desempenha um papel descomunal no amortecimento dos impactos desse gás de efeito estufa, bombeando grandes quantidades de carbono da superfície do oceano para o fundo do mar, onde não contribui em nada para o aquecimento atual.
O estudo, liderado pela Dra. Deborah Steinberg, do Instituto de Ciências Marinhas da William & Mary’s Virginia, apareceu na última edição da Ciclos Biogeoquímicos Globais. Ele relata pesquisas realizadas como parte do EXPORTS, um programa de campo multi-institucional de 4 anos financiado pela NASA. Os co-autores vêm de institutos marinhos no Maine, Bermudas, Califórnia, Terra Nova, Colúmbia Britânica e Alasca.
O objetivo do EXPORTS, para EXport Processes in the Ocean from RemoTe Sensing, é combinar observações de bordo e de satélite para quantificar com mais precisão o impacto global da “bomba biológica”. Este é um conjunto de processos biológicos que transportam carbono e outras matérias orgânicas das águas superficiais iluminadas pelo sol para o mar profundo, removendo efetivamente o dióxido de carbono da superfície do oceano e da atmosfera. Pequenos animais à deriva chamados zooplâncton desempenham um papel fundamental na bomba comendo fitoplâncton, que incorpora carbono do dióxido de carbono em seus tecidos durante a fotossíntese, exportando esse carbono para as profundezas.
Durante uma expedição EXPORTS de um mês ao nordeste do Oceano Pacífico em 2018, Steinberg e seus colegas se depararam com uma grande floração de um jogador pouco estudado na bomba biológica: uma espécie de zooplâncton gelatinoso chamada salpa áspera. Como outras salpas, esses “barris de geléia” começam a vida com uma notocorda – a estrutura que se desenvolve na medula espinhal em humanos e outros vertebrados – e, quando adultos, vagam pelos oceanos do mundo como minúsculas baleias transparentes, filtrando plantas microscópicas flutuando no oceano. água.
Três características despertaram o interesse da equipe em salpas e S. áspera em particular. Uma delas é que esses organismos podem se reproduzir assexuadamente, clonando rapidamente em imensas florações sob as condições certas. Segundo é isso S. áspera é maior e filtra mais água do que a maioria dos outros zooplânctons, produzindo assim pelotas fecais maiores e mais pesadas. A terceira é que ele migra para cima e para baixo na água todos os dias, subindo para se alimentar de fitoplâncton durante a cobertura da noite e jorrando para a escuridão perpétua do fundo do mar durante as horas de sol para evitar seus próprios predadores, que incluem tartarugas marinhas, aves marinhas , e peixes.
Juntos, esses recursos levaram os pesquisadores a suspeitar que as salpas podem desempenhar um papel importante na bomba biológica, já que grandes florescimentos desse relativamente volumoso zooplâncton poderiam efetivamente transportar carbono para as profundezas por meio de suas pelotas fecais pesadas e que afundam rapidamente; migrações verticais que dão a essas pelotas uma vantagem em sua jornada para a profundidade; e o afundamento de inúmeras carcaças de salpas durante uma floração (salpas individuais vivem apenas algumas semanas).
Mas a prova está no pudim, e o ciclo de vida efêmero e a distribuição desigual das salpas há muito desafiam os esforços para estudar seu papel na exportação de carbono e nas redes alimentares do fundo do mar. “As salpas seguem um ciclo de vida de ‘exploração ou queda’”, diz Steinberg, “com populações que são inerentemente irregulares no espaço e no tempo. Isso torna difícil observar ou modelar sua contribuição para a exportação de carbono para o fundo do mar.”
Durante a expedição EXPORTS de 2018 ao Pacífico, Steinberg e seus colegas conseguiram superar esses desafios implantando uma ampla gama de ferramentas de observação oceânica, desde redes de plâncton tradicionais e armadilhas de sedimentos até gravadores de vídeo subaquáticos e modelos de computador baseados em sonar. Além disso, usando dois navios de pesquisa – o 277-ft Roger Revellee os 238 pés Sally Ride — os cientistas puderam observar as condições não apenas dentro da floração de salpas, mas também nas águas circundantes, fornecendo um contexto geográfico mais amplo para o estudo.
Os resultados da campanha de campo inédita da equipe foram claros. “Altas abundâncias de salpas, combinadas com características únicas de sua ecologia e fisiologia, levam a um papel descomunal na bomba biológica”, diz Steinberg.
Para colocar as coisas em perspectiva, a floração de salpas observada cobriu mais de 4.000 milhas quadradas (~ 11.000 km2), do tamanho de Connecticut. Com experimentos a bordo mostrando salpas capazes de exportar uma média diária de 9 miligramas de carbono por cada metro quadrado a 100 metros abaixo da floração, a quantidade de carbono exportada para o fundo do mar foi de cerca de 100 toneladas métricas por dia. Para efeito de comparação, um carro de passeio típico emite 4,6 toneladas métricas por ano. A comparação desses valores mostra que o carbono removido do sistema climático a cada dia da floração é igual a tirar 7.500 carros das ruas. Ajustar esses valores usando a taxa medida mais alta da equipe de exportação mediada por salp (34 mg de C por dia) aumenta a compensação de carbono para mais de 28.000 veículos.
No futuro, a equipe pede maior reconhecimento do papel fundamental que as salpas desempenham na exportação global de carbono. “Blooms como o que observamos muitas vezes não são detectados”, diz Steinberg, “e suas contribuições para a bomba biológica raramente são quantificadas, mesmo em algumas das regiões mais bem estudadas dos oceanos do mundo”. A incorporação da dinâmica das salpas em um modelo recente do ciclo do carbono ilustra o potencial da exportação mediada pelas salpas. Nesse modelo global, salpas e outros tunicados exportam 700 milhões de toneladas métricas de carbono para o fundo do mar a cada ano, o equivalente a emissões de mais de 150 milhões de carros.
“O maior uso de novas tecnologias, como a adição de sistemas de imagem de vídeo a carros alegóricos autônomos, ajudaria a detectar essas salpas”, diz Steinberg. “Nosso estudo serve como um ‘chamado às armas’ para melhor detectar e quantificar esses processos, usando tecnologia e esquemas de amostragem que permitem sua inclusão em medições e modelos da bomba biológica de carbono.”
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