“Zonas mortas” formaram-se frequentemente no Pacífico Norte durante climas quentes nos últimos 1,2 milhões de anos.

Nos últimos 1,2 milhão de anos, a vida marinha se extinguiu repetidamente nas “zonas mortas” de baixo teor de oxigênio do Pacífico Norte durante os climas quentes e gelados.

A análise de núcleos de sedimentos retirados do Mar de Bering revelou uma relação recorrente entre climas mais quentes e explosões repentinas de “zonas mortas” com baixo teor de oxigênio no Pacífico Norte subártico nos últimos 1,2 milhões de anos.

O novo estudo, liderado por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, foi publicado em 2 de junho de 2021, em ، progresso da ciência. Os resultados fornecem informações importantes para a compreensão das causas da hipóxia ou ‘hipóxia’ no Pacífico Norte e para prever a ocorrência de casos futuros de hipóxia.

Núcleo de sedimentos do Mar de Bering

Amostras de sedimentos do Mar de Bering trazem um registro de eventos passados ​​de baixo oxigênio na forma de sedimentos em camadas ou “encapsulados”. Crédito: IODP

“É fundamental entender se a mudança climática está empurrando os oceanos em direção a um ‘ponto de inflexão’ de hipóxia súbita e severa que destruiria ecossistemas, fontes de alimentos e economias na UCLA Earth Sciences”, disse a primeira autora Carla Knudson, que liderou o estudo como um estudante graduado.

Os pesquisadores basearam suas descobertas na análise de núcleos de sedimentos profundos de um local no Mar de Bering. Durante longos períodos de tempo, os sedimentos são depositados e acumulados no fundo do mar. A atividade dos organismos que vivem nos sedimentos do fundo do mar geralmente os interrompe e os mistura à medida que se acumulam, mas se a hipóxia matar esses organismos, um padrão ordenado de estratificação é mantido. Assim, os cientistas podem encontrar um registro de eventos passados ​​de hipóxia na forma desses sedimentos em camadas ou “lamelares” em núcleos escavados no fundo do mar.

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Os cientistas há muito sabem sobre um episódio em grande escala de hipóxia generalizada no Pacífico Norte no final da última Idade do Gelo, quando o derretimento das camadas de gelo levou a um influxo maciço de água doce no oceano. O novo estudo fornece os primeiros registros de eventos passados ​​de baixo oxigênio e mostra que o último evento não foi representativo da maioria desses eventos em termos de mecanismos ou tempo.

“Não é preciso tanta perturbação quanto o derretimento das camadas de gelo para que isso aconteça”, disse a autora correspondente Anna Christina Ravello, professora de oceanografia da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. “Os eventos de hipóxia súbita são comuns no registro geológico e não costumam estar associados à decomposição. Quase sempre ocorrem durante os períodos quentes de gelo, como os que vivemos agora.”

A hipóxia ocorre após o intenso crescimento do fitoplâncton (algas marinhas) nas águas superficiais. Quando o fitoplâncton morre, ele afunda fundo no oceano e se decompõe, esgotando o oxigênio e liberando dióxido de carbono na água abaixo da superfície. O que levou a esses eventos, no entanto, permanece obscuro. O aquecimento dos oceanos, a elevação do nível do mar e a disponibilidade de ferro (um fator limitante para o crescimento do fitoplâncton) parecem desempenhar um papel.

“Nosso estudo mostra que o aumento do nível do mar, que ocorre durante climas quentes e gelados, contribuiu para esses eventos anóxicos”, disse Knudson. “À medida que o nível do mar sobe, o ferro dissolvido pode ser transportado das plataformas continentais inundadas para o oceano aberto e promover o crescimento do fitoplâncton condensado nas águas superficiais.”

Embora a elevação do nível do mar seja um pré-requisito em segundo plano, não é suficiente para causar anoxia por si só. Mudanças na circulação do oceano, incluindo a ascensão das águas à superfície para trazer mais nutrientes às águas superficiais e correntes mais fortes que podem mover o ferro da plataforma continental para o oceano aberto, podem desempenhar um papel crítico, disse Knudson.

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Atualmente, zonas mortas regionais ocorrem em regiões costeiras de todo o mundo devido aos efeitos da temperatura de um clima mais quente, bem como ao enriquecimento das águas costeiras com nutrientes de fertilizantes agrícolas. Mas mesmo a enorme zona morta na foz do rio Mississippi empalidece em comparação com a hipóxia generalizada que ocorreu em todo o Pacífico Norte no final da última Idade do Gelo.

Como o novo estudo é baseado em sedimentos de um único local, os pesquisadores não sabem a extensão das zonas mortas que ele registra – se elas estão confinadas ao Mar de Bering ou se estendem pela borda do Oceano Pacífico Norte como na maioria evento recente.

Núcleos de sedimentos de perfuração de resolução de navio de pesquisa JOIDES

Membros da tripulação do navio de pesquisa JOIDES Resolution escavaram amostras de sedimentos do fundo do mar no Mar de Bering durante a expedição IODP de 2009 envolvendo a oceanógrafa Christina Ravello da Universidade da Califórnia, África do Sul. Crédito: Carlos Alvarez Zarician, IODP / TAMU

“Não sabemos o quão difundido foi, mas sabemos que foi muito grave e durou mais do que o evento de dissolução bem estudado”, disse Ravello, que foi co-presidente do programa integrado de perfuração oceânica, Expedição 323. , que recuperou os núcleos do Mar de Bering em 2009.

Os núcleos registram vários eventos durante cada período interglacial durante a Idade do Gelo, com transições abruptas à medida que os sedimentos laminados aparecem e desaparecem no núcleo, disse Knudson.

As novas descobertas levantam preocupações sobre se a mudança climática e o aquecimento do oceano levarão a um ponto crítico que levaria à hipóxia generalizada no Pacífico Norte.

“O sistema está configurado para esse tipo de evento”, disse Ravello. “Precisamos ver o quão extenso é, e precisamos repensar como esses eventos se desdobram, porque agora sabemos que não requer grandes interrupções. Este estudo prepara o terreno para muito trabalho de acompanhamento.”

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Referência: “Causas e tempo da hipóxia subártica recorrente do Pacífico” por Carla B. Knudson, Anna Christina Ravello, Ivano W. Aiello, Christina B. Knudson, Michelle K. Drake e Tatsuhiko Sakamoto, 2 de junho de 2021, progresso da ciência.
DOI: 10.1126 / sciadv.abg2906

Além de Knudson e Ravelo, os co-autores do artigo incluem Ivano Aiello do Moss Landing Marine Laboratories, Christina Knudson da St. Thomas University em Minnesota, Michelle Drake da University of California, Santa Cruz e Tatsuhiko Sakamoto da Mi University no Japão .

Annaliese Franke

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