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Um vislumbre da bomba de carbono biológico do oceano
Cerca de um por cento de seu dióxido de carbono fica enterrado no fundo do mar por milhares de anos.
Por ETH Zurique - 23/09/2021


A neve marinha é uma chuva de material orgânico que afunda nas profundezas do mar a partir das camadas superiores de água. Fundo do mar no Golfo do México, 2017. Crédito: NOAA Office of Ocean Exploration and Research

Os oceanos desempenham um papel fundamental no equilíbrio global do dióxido de carbono. Isso ocorre porque bilhões de minúsculas algas vivem lá, absorvendo dióxido de carbono por meio da fotossíntese e incorporando-o à sua biomassa. Quando essas algas morrem, elas escorrem - junto com as excreções de criaturas microscópicas que se alimentam delas - como "neve marinha" para zonas mais profundas. Cerca de um por cento de seu dióxido de carbono fica enterrado no fundo do mar por milhares de anos.

Um fio de neve tranquilo

Como essa chuva constante de flocos de neve marinhos transporta carbono para as profundezas do oceano, os especialistas a chamam de bomba biológica. É impulsionado por dois processos opostos: o afundamento dos flocos orgânicos e sua degradação por bactérias. Flocos que afundam aumentam o fluxo de carbono para as profundezas, enquanto as bactérias diminuem esse fluxo removendo o carbono das partículas. Os modelos oceânicos atuais pressupõem que a velocidade de afundamento e a taxa de degradação sejam independentes uma da outra. "Mas agora mostramos que os processos de degradação são intensificados pelo afundamento", diz Uria Alcolombri, do Instituto de Engenharia Ambiental da ETH Zurique.

Alcolombri é o primeiro autor de um estudo do grupo de pesquisa de Roman Stocker publicado na Nature Geoscience . Para suas investigações, os pesquisadores usaram um método inteligente: em vez de rastrear partículas afundando no mar, eles colocaram partículas de alginato individuais de tamanho milimétrico em uma câmara microfluídica e então bombearam água do mar artificial através dela. “Nas nossas experiências, a neve marinha não se moveu através do mar; pelo contrário, o mar envolveu a neve marinha. Mas a velocidade relativa é a mesma”, diz Alcolombri.

Lavando os subprodutos

Os pesquisadores colonizaram as partículas de alginato com bactérias geneticamente modificadas e brilhantes. Eles quebraram as partículas muito mais rápido quando a água fluía pela câmara; a quebra leva cerca de dez vezes mais em águas paradas. Isso ocorre porque a água que flui lava os produtos de degradação, deixando as enzimas da bactéria agirem diretamente nas partículas, sem ter que perder tempo em decomposição de moléculas que já se separaram.

Com base nessas observações, Alcolombri e seu colega François Peaudecerf projetaram um novo modelo da bomba de carbono biológica que considera como o afundamento influencia a degradação dos flocos de neve marinhos. Os cálculos do modelo sugerem duas coisas: Em primeiro lugar, que o aumento da degradação das partículas devido ao afundamento reduz a eficiência de transporte teórica da bomba de carbono em dobro. E, em segundo lugar, grande parte das algas mortas é decomposta nas camadas superiores do oceano - o que é consistente com as medições do fluxo real de carbono no mar.

Coisas minúsculas, enorme impacto

A investigação da equipa não visava aumentar o desempenho da bomba biológica de carbono: "Estamos interessados ​​em obter uma compreensão fundamental dos processos naturais; queríamos saber como funciona a bomba biológica ", diz Alcolombri. “Pois isso é essencial se quisermos prever com mais precisão como nossos oceanos responderão às mudanças climáticas”.

Descobriu-se que a taxa de degradação da neve marinha - e indiretamente, o conteúdo global de dióxido de carbono na atmosfera - é determinada pela dinâmica de transporte microscópica. O que mostra, mais uma vez, como até as menores coisas no ambiente afetam o quadro geral.

 

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