doi.org/10.5194/cp-19-2569-2023
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#Aquecimento
A anóxia marinha é caracterizada pelo esgotamento severo dos oceanos em oxigênio dissolvido, tornando-os tóxicos e, portanto, tendo impactos devastadores nos organismos que os habitam. Um desses eventos, conhecido como Evento Anóxico Oceânico 2 (OAE2), ocorreu há cerca de 93,5 milhões de anos através da fronteira Cenomaniano-Turoniana do Cretáceo Superior e durou até 700.000 anos.
Durante tais cenários, a matéria orgânica é soterrada a uma taxa elevada, produzindo camadas distintas de xisto negro no registro geológico, que são esgotadas no carbono-13 isotopicamente mais pesado, gerando, portanto, uma excursão isotópica de carbono positiva de ∼6‰ para este estudo. período.
Os fatores específicos que desencadeiam a OAE2 ainda são debatidos, mas o mais amplamente apoiado é o vulcanismo da Grande Província Ígnea das Caraíbas e da Grande Província Ígnea do Alto Árctico, aumentando o dióxido de carbono atmosférico e, portanto, aquecendo o planeta.
Entre a infinidade de impactos de um planeta mais quente está o aumento do desgaste da terra, com processos fluviais transportando este material para os oceanos, fornecendo nutrientes essenciais aos produtores primários na superfície do oceano. O aumento da produtividade primária produz mais oxigénio, mas as cadeias alimentares tróficas acabam por utilizar mais deste oxigénio nos seus processos metabólicos.
Agravado pela diminuição da solubilidade do oxigénio nos oceanos mais quentes, isto resulta numa desoxigenação generalizada do reino marinho da Terra, o foco de uma nova investigação publicada na revista Climates of the Past.
Mohd Al Farid Abraham, da Universiti Malaysia Sabah, Malásia, e colegas se voltaram para sedimentos de águas profundas perfurados durante uma expedição exploratória de Demerara Rise, oceano Atlântico Norte equatorial, que durante o Cenomaniano estava localizado a uma latitude de ∼5°N .
Revelando a importância do trabalho, o Dr. Abraham disse: “Nossa pesquisa investiga os segredos dos antigos oceanos, especificamente um período de 93,5 milhões de anos atrás, quando grande parte do oceano estava desprovido de oxigênio. Ao estudar impressões digitais químicas naturais preservadas em sedimentos marinhos, descobrimos como as atividades vulcânicas e o aquecimento climático no passado levaram à drástica desoxigenação dos oceanos. Compreender isso em tempo profundo é crucial, pois refletem os desafios que enfrentamos atualmente com a crise climática em curso, ajudando-nos a prever e mitigar consequências futuras.”
Coletando amostras de matéria orgânica dos núcleos perfurados, a equipe de pesquisa isolou compostos de origem biológica que são estáveis ao longo de períodos geológicos de milhões de anos, conhecidos como biomarcadores. Abraham explica que os biomarcadores são conhecidos como “fósseis moleculares”, acrescentando: “Biomarcadores são compostos químicos encontrados em rochas sedimentares que se originaram de organismos vivos há milhões de anos. Pense neles como fósseis moleculares que, ao contrário dos ossos ou conchas, não são facilmente visíveis a olho nu. Esses compostos, que já fizeram parte de organismos vivos, permaneceram quimicamente estáveis ao longo de vastas escalas de tempo geológicas.
“Nós os extraímos cuidadosamente usando uma série de procedimentos químicos e uma técnica conhecida como cromatografia gasosa – espectrometria de massa em laboratório para isolar esses compostos dos sedimentos perfurados e evitar contaminação.
“A análise destes biomarcadores ajuda-nos a reconstruir as condições ambientais passadas, tais como a temperatura e os níveis de oxigénio nos oceanos, mas ligar a sua presença a condições ambientais históricas específicas requer um trabalho laboratorial meticuloso e uma compreensão profunda dos processos geoquímicos.”
Os cientistas descobriram que a percentagem do conteúdo total de carbono orgânico das amostras aumentou durante o período de estudo (3,8 milhões de anos), atingindo um pico de ∼28% em peso no OAE2, a partir dos níveis iniciais de 1-17% em peso. Isto ocorreu juntamente com um aumento de ∼5-8°C na temperatura da superfície do mar até ∼43°C.
Os principais biomarcadores de 28,30-dinorhopano e licopeno são indicativos deste aquecimento e declínio do oxigénio, formando uma zona mínima de oxigénio no Cenomaniano, semelhante às observadas atuais no Mar Negro. Esses dados estão associados a uma redução notável na abundância de foraminíferos bentônicos (microrganismos unicelulares que vivem no fundo do oceano) no final do Cenomaniano, já que eles não foram capazes de sobreviver no ambiente com pouco oxigênio.
Essas camadas persistentes com baixo teor de oxigênio aumentam em número e tamanho com o aumento do aquecimento dos oceanos, formando uma zona espessa em profundidade abaixo de uma fina camada superficial altamente produtiva e rica em oxigênio. Biomarcadores de tiofeno hopanoide C35 e isorenieratano revelam esta euxínia de coluna de água (anóxica e sulfídica) expandida para finalmente alcançar a zona fótica da superfície através da fronteira Cenomaniana-Turoniana em OAE2.
O movimento de massas de água, como o Mar de Tétis, deslocando a água quente e salina do fundo de Demerara, provavelmente desempenhou um papel na distribuição de condições ricas em nutrientes, mas pobres em oxigênio, por toda a bacia oceânica. Pesquisas anteriores sugeriram que até 50% dos oceanos da Terra, há cerca de 93 milhões de anos, estavam anóxicos durante o OAE2, com este processo começando potencialmente cerca de 2 milhões de anos antes, durante o Evento Médio Cenomaniano.
Eventualmente, este evento anóxico oceânico chegou ao fim, uma cessação que o Dr. Abraham e colegas atribuem ao esgotamento do fornecimento de nutrientes nas águas superficiais, o que levou a um colapso na produtividade primária. Além disso, a terminação pode ter sido influenciada por mudanças na paleogeografia da Porta do Atlântico Equatorial. Esta porta de entrada, que surgiu entre o que atualmente é o nordeste da América do Sul e a África Ocidental, alterou a circulação oceânica no Atlântico Norte, evitando assim que se tornasse uma armadilha de nutrientes que poderia apoiar a produtividade primária.
Olhando para o futuro dos oceanos da Terra com a expansão das zonas mínimas de oxigênio, o Dr. Abraham diz: “No mundo atual, as condições oceânicas são geralmente hipóxicas, mas ainda não atingiram níveis anóxicos em oceanos abertos. No entanto, bacias ou mares fechados são mais propenso a se tornar anóxico.
“Com o aquecimento global em curso, prevê-se que as zonas mínimas de oxigénio se expandirão tanto horizontal como verticalmente. A água mais quente retém menos oxigénio, e o aumento das temperaturas da superfície pode levar a uma estratificação mais forte das camadas oceânicas, reduzindo assim a mistura que normalmente reabastece o oxigénio em águas mais profundas.
“Além disso, o aquecimento global pode aumentar a atividade biológica nas águas superficiais, resultando em mais matéria orgânica afundando nas profundezas, onde consome oxigênio à medida que se decompõe, um processo evidente durante as EOA2.
“Atualmente, as zonas com mínimo de oxigénio encontram-se principalmente nos oceanos Pacífico e Índico, com condições que dificultam a vida de muitas espécies marinhas. Com as atuais tendências de aquecimento global, espera-se que estas zonas se expandam, reduzindo o espaço marinho habitável e afetando negativamente a biodiversidade marinha. e pesca.
“Até ao final deste século, se a atual trajectória de aquecimento e de escoamento de nutrientes continuar, poderemos assistir a um aumento significativo das condições anóxicas e euxínicas nos nossos oceanos, ameaçando os ecossistemas marinhos e os serviços que estes prestam à humanidade.”
Compreender o papel que os oceanos mais quentes podem desempenhar na ciclagem de oxigénio e nutrientes através da coluna de água é crucial, especialmente porque os oceanos da Terra estão a entrar num futuro incerto devido às alterações climáticas em curso. Episódios antigos de anóxia marinha (como a OAE2) ensinam-nos sobre a história da Terra e lembram-nos como é vital cuidar dos nossos oceanos. À medida que enfrentamos novos desafios relacionados com o clima, olhar para trás, para estes acontecimentos passados, pode guiar-nos para tomar melhores decisões para o futuro do nosso planeta.
“É fascinante, mas alarmante, como a história está ecoando na nossa atual crise ambiental”, afirma o Dr. Abraham.
“Os antigos oceanos contam uma história de resiliência e renascimento, mas também oferecem um aviso. O evento OAE2, embora ocorra ao longo de milhões de anos, mostra-nos o profundo impacto que as mudanças na atmosfera podem ter na vida marinha. próprios desafios climáticos, é mais importante do que nunca ter em conta estas lições do passado. A nossa investigação não se trata apenas de compreender a história; é uma parte crucial do puzzle para salvaguardar o futuro dos oceanos do nosso planeta.”
Publicado em 05/02/2024 18h01
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