Os cientistas descobriram uma fonte inesperada de alimento nas profundezas do mar que pode mudar a forma como os investigadores entendem os ecossistemas marinhos e o ciclo do carbono da Terra. Um novo estudo da Universidade do Sul da Dinamarca (SDU) sugere que os micróbios das profundezas do mar não vivem em ambientes tão pobres em nutrientes.
A pesquisa mostrou que minúsculas partículas conhecidas como neve marinha dissolvem carbono e nitrogênio à medida que descem para as profundezas do oceano. Esses nutrientes lixiviados tornam-se uma fonte imediata de alimento para os micróbios que vivem na água do mar circundante.
A pressão do mar profundo desbloqueia nutrientes ocultos
O gelo marinho é composto por pequenos aglomerados de algas mortas, micróbios e outras matérias orgânicas que flutuam no oceano. De acordo com o estudo, quando essas partículas atingem uma profundidade de cerca de 2 a 6 km, a enorme pressão hidrostática começa a forçar a saída da matéria orgânica dissolvida.
“A pressão age quase como um espremedor gigante”, diz o primeiro autor do estudo, o biólogo e professor associado Peter Stiff, do centro de pesquisa Nordsea e do Centro Dinamarquês de Pesquisa Hadal, “Ela extrai compostos orgânicos dissolvidos das partículas e os micróbios podem usá-los imediatamente.”
Os resultados são publicados A ciência avança No artigo, “a pressão hidrostática induz um vazamento robusto de matéria orgânica dissolvida de partículas de ‘neve marinha’.”
Os pesquisadores estimam que o afundamento do gelo marinho pode perder 50% de seu carbono original e 58% a 63% de seu nitrogênio original durante sua descida pelas profundezas do oceano.
A descoberta pode remodelar a compreensão do ciclo do carbono
Os resultados também têm implicações importantes para o ciclo do carbono da Terra.
Os cientistas há muito que assumem que a maior parte do carbono transportado pelo gelo marinho acaba por ser enterrado em sedimentos oceânicos profundos. No entanto, se grandes quantidades de carbono forem lixiviadas antes que as partículas atinjam o fundo do mar, menos carbono poderá ser armazenado permanentemente nos sedimentos do que se acreditava anteriormente.
Em vez disso, grande parte desse carbono dissolvido está suspenso nas águas profundas do oceano, onde pode permanecer durante centenas ou mesmo milhares de anos antes de regressar lentamente à superfície do oceano e, eventualmente, à atmosfera. O carbono que fica enterrado nos sedimentos do fundo do mar, por outro lado, pode ficar preso durante milhões de anos, acumulando-se durante longos períodos de tempo. Grande parte do petróleo e do gás natural extraídos hoje é formado através deste processo de soterramento de longo prazo.
“Este processo afeta a quantidade de carbono que o oceano pode armazenar e por quanto tempo”, diz Peter Stiff, “o que é relevante para compreender os processos climáticos e melhorar os modelos futuros”.
Simulação de neve marinha sob extrema pressão
Para investigar o processo, os pesquisadores recriaram o gelo marinho em laboratório usando diatomáceas, algas microscópicas que se agregam naturalmente à medida que afundam no oceano.
A equipe colocou essas partículas artificiais dentro de um tanque de pressão rotativo especialmente projetado que suspendia o gelo marinho em vez de assentar. Esta configuração permitiu aos investigadores medir a quantidade de carbono e azoto que escapou em condições semelhantes às encontradas nas profundezas do oceano.
Seus experimentos mostraram que até metade do conteúdo de carbono de uma partícula escapa quando ela afunda. A maior parte do material liberado consiste em proteínas e carboidratos que os micróbios de vida livre das profundezas do mar podem consumir facilmente.
As bactérias respondem quase imediatamente
Os nutrientes vazados aceleram rapidamente o crescimento microbiano.
Em apenas dois dias, a abundância bacteriana aumentou 30 vezes, enquanto as taxas de respiração aumentaram dramaticamente. Estes resultados indicam que a matéria orgânica dissolvida do gelo marinho fornece uma fonte de energia rápida e valiosa para os micróbios que vivem em grandes profundidades.
Os investigadores observaram o mesmo padrão de fugas em múltiplas espécies de diatomáceas, sugerindo que este processo é provavelmente generalizado por todos os oceanos do mundo.
Próxima parada: o Oceano Ártico
A próxima fase da pesquisa passará do laboratório para o mar aberto.
A equipe planeja procurar impressões digitais moleculares desse processo em águas superficiais e profundas durante futuras expedições ao Ártico a bordo de um navio de pesquisa alemão. Polaris. A detecção destas assinaturas na natureza ajudará a confirmar que a infiltração impulsionada pela pressão observada no laboratório está a ocorrer em todo o oceano profundo.
O estudo, “A pressão hidrostática induz forte vazamento de matéria orgânica dissolvida de partículas de “neve marinha”, “Peter Stief, Juta Nigemann, Margot Bligh, Hagen Buck-Wiz, Urban Wansch, Michael Steinke, Jan-Hendrik Hehmann e Roni N.
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Pesquisa Dinamarquesa, pelo Programa de Pesquisa e Inovação Horizonte 2020 da União Europeia e pelo Fundo de Pesquisa Independente da Dinamarca.
