Pense em neve caindo no fundo do oceano. Parece improvável, mas algo muito parecido acontece todos os dias sob as ondas: partículas minúsculas descem devagar pela coluna d’água, como se fossem flocos.
Os cientistas chamam esse fenômeno de neve marinha. Essa queda silenciosa de detritos ajuda o oceano a guardar quantidades enormes de carbono e tem um papel relevante no clima da Terra.
Um novo estudo do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e de instituições parceiras indica que bactérias microscópicas que viajam grudadas nessas partículas podem alterar até que profundidade essa neve marinha consegue afundar.
A descoberta pode ajudar os pesquisadores a compreender melhor como o oceano armazena carbono e de que forma os micróbios influenciam o sistema climático do planeta.
O que a neve marinha realmente é
A neve marinha surge quando pequenos fragmentos de material orgânico se juntam no oceano. Restos de plâncton morto, fezes de animais marinhos e pedaços de organismos em decomposição se agregam e, pouco a pouco, vão descendo pela água.
Esse material em queda pode percorrer vários quilómetros antes de alcançar o fundo. Parte dessas partículas acaba se depositando nos sedimentos do leito marinho e permanece enterrada por milhares de anos.
Essa descida lenta faz mais do que “limpar” a superfície do oceano: a neve marinha transporta carbono da atmosfera para as profundezas.
Os cientistas frequentemente chamam esse mecanismo de bomba biológica do oceano, porque ele remove carbono das camadas superficiais e o guarda muito abaixo.
O plâncton leva carbono para dentro do oceano
Tudo começa perto da superfície. Organismos minúsculos, semelhantes a plantas, chamados fitoplâncton, absorvem dióxido de carbono da atmosfera durante a fotossíntese.
No interior desses seres, o dióxido de carbono é transformado em outros materiais à base de carbono. Um deles é o carbonato de cálcio, mineral que compõe conchas de muitos organismos marinhos e também está presente em corais.
Quando o plâncton e outras criaturas pequenas morrem, seus restos passam a integrar a neve marinha.
O carbonato de cálcio funciona como um lastro pesado, ajudando as partículas a afundar pela água. Quanto mais desse mineral um grão carrega, mais rápido ele desce e mais fundo leva o carbono para o oceano.
O mistério do cálcio
Por muitos anos, acreditou-se que o carbonato de cálcio permanecia sólido enquanto a neve marinha atravessava o oceano superior. A temperatura e a química dessas camadas deveriam permitir que o mineral ficasse estável ali.
Mesmo assim, oceanógrafos frequentemente registravam carbonato de cálcio dissolvido em águas rasas. Algo parecia estar degradando o mineral bem antes do previsto.
Pesquisadores do MIT levantaram a hipótese de que a resposta estivesse numa escala muito menor. Em vez de observar apenas o ambiente oceânico como um todo, o grupo passou a focar no microambiente em torno de cada partícula que afunda.
Pequenos “caronas” na neve marinha
Raramente a neve marinha atravessa o oceano sozinha. É comum que bactérias se fixem nessas partículas, já que o material representa uma fonte rica de alimento.
“O que mostramos é que o carbono talvez não afunde tão fundo ou tão rápido quanto alguém poderia esperar”, diz Andrew Babbin, coautor do estudo e professor associado no MIT.
“À medida que a humanidade tenta encontrar uma forma de sair do problema de ter tanto CO2 na atmosfera, precisamos levar em conta esses mecanismos microbianos naturais e seus feedbacks.”
Conforme as bactérias consomem o material orgânico da neve marinha, elas liberam produtos residuais ácidos. Esses ácidos, aos poucos, dissolvem o carbonato de cálcio que deixa as partículas pesadas o suficiente para afundar rapidamente.
Recriando neve marinha em laboratório
Para enxergar esse processo com clareza, os cientistas montaram um experimento controlado que reproduzia o comportamento da neve marinha em afundamento.
O autor principal do estudo, Benedict Borer - hoje na Rutgers University - ajudou a fabricar partículas artificiais de neve marinha. Cada partícula foi preparada com diferentes quantidades de carbonato de cálcio e de bactérias.
A equipe colocou essas partículas dentro de um pequeno chip microfluídico. A água do mar circulava pelo chip em velocidades variadas, permitindo simular partículas afundando a diferentes taxas no oceano.
O papel inesperado da velocidade de afundamento
O experimento revelou um padrão nítido: sempre que havia bactérias na partícula, uma parte do carbonato de cálcio começava a se dissolver na água do mar ao redor.
A velocidade de afundamento determinava quanto mineral se perdia. Quando as partículas desciam muito devagar, as bactérias recebiam pouco oxigénio da água circundante. Com menos oxigénio, a atividade microbiana caía e a dissolução ficava mais lenta.
Já o afundamento rápido levava a outro cenário. As bactérias ainda tinham oxigénio suficiente, porém o fluxo de água removia os resíduos ácidos antes que eles conseguissem atacar o carbonato de cálcio.
O efeito mais intenso apareceu em velocidades intermediárias. Nessa condição, as bactérias recebiam oxigénio suficiente ao mesmo tempo que os resíduos permaneciam perto da partícula. Essa combinação permitiu que os micróbios dissolvessem o carbonato de cálcio com eficiência.
Por que isso importa para o clima
Todos os anos, a neve marinha desloca bilhões de toneladas de carbono da superfície do oceano rumo ao mar profundo. Quando as partículas conseguem afundar como esperado, o carbono pode ficar armazenado por centenas ou milhares de anos.
Os novos resultados indicam que bactérias microscópicas podem desacelerar esse caminho ao enfraquecer o lastro que ajuda as partículas a descer. Uma partícula que afunda mais devagar passa mais tempo em águas rasas, onde organismos podem degradá-la e devolver dióxido de carbono ao ambiente.
“Os insights deste trabalho são vitais para prever como os ecossistemas responderão a tentativas de remoção de dióxido de carbono marinho e, no geral, como os oceanos mudarão em resposta a cenários climáticos futuros”, acrescentou Benedict Borer.
Mesmo parecendo simples, a neve marinha é influenciada pelos micróbios presos a cada partícula, que determinam como o oceano armazena carbono. Entender esses processos invisíveis ajuda os cientistas a prever como o oceano reage às mudanças climáticas e a futuras iniciativas de remoção de carbono.
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