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Nova pesquisa publicada hoje na Natureza revelou a importância das formas minerais de ferro na regulação da ciclagem desse nutriente bioessencial no oceano.
As descobertas abrem caminho para novos trabalhos sobre a relação entre os ciclos do ferro e do carbono e como as mudanças nos níveis de oxigênio nos oceanos podem interagir.
O estudo, liderado pela Universidade de Liverpool e envolvendo colaboradores nos Estados Unidos, Austrália e França, aborda uma lacuna de conhecimento na pesquisa oceânica.
O pesquisador principal, professor Alessandro Tagliabue, disse: “Até o momento, não avaliamos totalmente o papel que as formas minerais de ferro desempenharam na condução das distribuições e dinâmica temporal do ferro no oceano”.
O oceano da Terra primitiva era pobre em oxigênio e rico em ferro, que foi incorporado como catalisador em muitas reações biológicas. Isso inclui a fotossíntese, que por meio de sua proliferação oxigenou o sistema terrestre. Como o ferro é menos solúvel na água do mar bem oxigenada, a precipitação e o afundamento dos óxidos de ferro levaram ao declínio dos níveis de ferro. Consequentemente, o ferro agora desempenha um papel crítico na regulação da produtividade oceânica e, portanto, dos ecossistemas em todo o oceano contemporâneo.
Acredita-se que os níveis de ferro sejam amplamente regulados acima de seus limites solúveis por moléculas orgânicas chamadas ligantes, que se ligam ao ferro. Essa visão sustentou a representação do ciclo do ferro marinho em modelos globais usados para explorar como as mudanças no clima afetam os níveis de produtividade biológica no futuro.
No entanto, os oceanógrafos ficaram intrigados com o motivo de parecer haver uma perda muito maior de ferro devido à insolubilidade do oceano do que o esperado a partir dos altos níveis medidos de ligantes. Os modelos oceânicos construídos de acordo com o padrão esperado geralmente tiveram um desempenho ruim na reprodução de observações.
Este projeto, que foi uma contribuição de estudo de processo para o esforço internacional GEOTRACES, foi financiado conjuntamente pela US National Science Foundation e pelo UK Natural Environment Research Council e examinou os processos que impulsionam a ciclagem do ferro em um ciclo anual pela primeira vez.
Ele revelou que o ferro estava em grande parte ciclando independentemente de ligantes no oceano superior e, em vez disso, controlado pelo agrupamento de colóides de óxido de ferro para formar as chamadas partículas ‘autigênicas’ que são perdidas no oceano superior.
Os autores desenvolveram um novo modelo numérico para explicar seus resultados e extrapolar suas descobertas através do oceano. O novo modelo teve um desempenho significativamente melhor na reprodução de outras observações independentes e destacou que esse novo processo era importante em cerca de 40% das águas oceânicas superiores.
Uma implicação importante é que esse processo ocorre por meio da coagregação de óxidos de ferro e carbono, o que tem implicações no ciclo global do carbono e pode ser sensível a tendências futuras de perda de oxigênio nos oceanos.
“Essas descobertas nos levarão a reavaliar nossa compreensão do ciclo do ferro e sua sensibilidade às mudanças nas condições ambientais”, disse o professor Tagliabue.
O estudo liderado pela Universidade de Liverpool também envolveu pesquisadores da University of South Florida, Oregon State University, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, Sorbonne Université, University of Tasmania, University of Leeds, Bermuda Institute of Ocean Sciences, University of Georgia e Universidade do Velho Domínio.
O professor Tagliabue disse: “Nosso trabalho só foi possível graças aos esforços para medir várias formas diferentes de ferro na água do mar durante o ciclo anual no site Bermuda Atlantic Time Series”.
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