Cientistas finalmente descobrem o que está alimentando a enorme proliferação de sargaços

As algas são originárias do Mar dos Sargaços, a leste da Flórida. Desde 2011, os cientistas têm acompanhado o aparecimento recorrente da Grande Cintura Atlântica de Sargaços, uma enorme faixa de erva do golfo que se move do equador em direção às Caraíbas durante períodos de fortes ventos de leste. Até recentemente, a fonte de fósforo (P) e nitrogênio (N) que alimentou seu rápido crescimento permanecia incerta. Alguns propuseram que o escoamento agrícola ou os nutrientes liberados pelo desmatamento da floresta tropical eram os responsáveis. Estas explicações, no entanto, não correspondem ao aumento constante da Sargaço biomassa observada nos últimos anos.

Identificando as forças por trás das flores

Uma equipe de pesquisadores internacionais liderada pelo Instituto Max Planck de Química determinou agora o processo primário que impulsiona essas florações em grande escala. Também identificaram os padrões climáticos que preparam o terreno para este crescimento, permitindo-lhes começar a desenvolver um sistema que possa prever o futuro. Sargaço Chegadas.

Em uma publicação recente em Geociências da Naturezaos investigadores descrevem como a forte ressurgência provocada pelo vento perto do equador traz águas profundas ricas em fósforo para a superfície e transporta-as para norte, para as Caraíbas. O aumento da oferta de fósforo beneficia as cianobactérias que vivem na superfície das algas marrons. Esses microrganismos capturam o gás nitrogênio atmosférico (N₂) e convertê-lo em um formato que Sargaço pode usar, um processo conhecido como fixação de nitrogênio. As cianobactérias comumente colonizam Sargaçoformando uma parceria que fornece às algas uma fonte extra de nitrogênio. Segundo o estudo, esta simbiose oferece Sargaço uma vantagem competitiva sobre outras algas no Atlântico Equatorial e ajuda a explicar as mudanças Sargaço abundância registrada em anos anteriores.

Núcleos de coral revelam um século de fixação de nitrogênio

A equipe relacionou o crescimento de algas, o aumento da fixação de nitrogênio e a ressurgência de águas frias e ricas em nutrientes, estudando núcleos de corais coletados em todo o Caribe. Os corais servem como arquivos ambientais a longo prazo porque os seus esqueletos incorporam vestígios químicos da água circundante à medida que crescem. Ao examinar as suas camadas de crescimento anual, semelhantes aos anéis das árvores, os cientistas podem reconstruir as mudanças na química dos oceanos ao longo dos séculos.

Neste estudo, os pesquisadores mediram a composição isotópica do nitrogênio nos corais para inferir quanto nitrogênio os microrganismos fixaram nos últimos 120 anos. Durante a fixação de nitrogênio, as bactérias reduzem a proporção dos isótopos estáveis ​​de nitrogênio de 15N a 14N na água do mar. Quando os corais apresentam proporções baixas de 15N a 14N, isso sinaliza períodos de aumento da fixação de nitrogênio. Para confirmar o significado destas assinaturas químicas, amostras de água do mar recolhidas pelo navio de investigação Eugen Seibold foram utilizadas para calibrar os isótopos de azoto em corais modernos, demonstrando que registam de forma fiável a fixação de azoto.

Tendências acopladas desde 2011

Jonathan Jung, estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Química e principal autor do estudo, explica: “No primeiro conjunto de medições notamos dois aumentos significativos na fixação de nitrogênio em 2015 e 2018, dois anos de registro Sargaço floresce. Então comparamos a nossa reconstrução de corais com a anual Sargaço dados de biomassa, e os dois registros se alinharam perfeitamente! Naquela época, porém, não estava claro se havia uma ligação causal”.

Uma comparação mais profunda mostrou que a biomassa de algas e a fixação de azoto têm estado consistentemente ligadas desde 2011, incluindo valores altos e baixos. Este momento é notável porque em 2010 ventos fortes transportaram algas castanhas do Mar dos Sargaços para o Atlântico tropical pela primeira vez.

Descartando outras fontes de nutrientes

Depois de eliminar outras ideias, a equipe concluiu que um excesso de oferta de fósforo é o principal fator por trás de grandes Sargaço eventos. As teorias anteriores de que a poeira do Saara continha ferro que poderia estimular o crescimento de algas não correspondiam aos registros de biomassa. Da mesma forma, as entradas de nutrientes dos rios Amazonas ou Orinoco não mostraram correlação com o momento ou a intensidade da Sargaço floresce.

Um mecanismo que melhora as previsões futuras

Os pesquisadores descrevem um processo no qual o fósforo fornecido pela ressurgência de águas profundas e o nitrogênio fornecido por bactérias fixadoras de nitrogênio juntos alimentam as florações observadas nas últimas décadas. O geoquímico Jung observa: “Nosso mecanismo explica a variabilidade de Sargaço crescimento melhor do que qualquer abordagem anterior. No entanto, ainda há incerteza sobre se e em que medida outros fatores também desempenham um papel”.

A chegada de água rica em fósforo depende de temperaturas mais frias da superfície do mar no Atlântico Norte tropical e de condições mais quentes no Atlântico Sul. Essas diferenças de temperatura alteram os padrões de pressão do ar, criando mudanças na força e na direção do vento que afastam as águas superficiais e permitem que as águas mais profundas, ricas em fósforo, subam.

De acordo com os investigadores em Mainz, a monitorização das condições do vento, das temperaturas da superfície do mar e dos padrões de ressurgência associados no Atlântico equatorial pode ajudar a refinar as previsões do futuro. Sargaço crescimento. Alfredo Martínez-García, líder do grupo do Instituto Max Planck de Química e autor sênior do estudo, explica: “Em última análise, o futuro da Sargaço no Atlântico tropical dependerá de como o aquecimento global afecta os processos que impulsionam o fornecimento de excesso de fósforo ao Atlântico equatorial.” A equipa planeia expandir a sua análise examinando novos registos de corais de vários locais das Caraíbas. Eles esperam que estes conhecimentos apoiem os esforços para proteger os recifes de coral e ajudem as comunidades costeiras a gerir os crescentes impactos ecológicos e económicos da Sargaço floresce.