Como a cobertura de neve no Himalaia pode influenciar as espécies que prosperam no Mar da Arábia?
Como as mudanças na velocidade do vento e na umidade podem levar a preocupações com alimentos e segurança nacional a mil quilômetros de distância? Joaquim Goes, Helga do Rosário Gomes e colegas de dois continentes passaram as últimas duas décadas tentando decifrar esses enigmas.
A história começa no início dos anos 2000, na época em que o satélite Aqua da NASA foi lançado. Goes, um especialista em sensoriamento remoto do oceano, estava examinando dados do SeaWiFS e do Aqua. Ele estava focado na clorofila-a, um pigmento usado pelo fitoplâncton dos oceanos (e plantas em todo o mundo) para aproveitar a luz solar e transformá-la em energia alimentar. Ele estava se concentrando em observações de populações de fitoplâncton no Mar da Arábia durante as monções de verão, mas por acaso ele olhou para dados de inverno. Havia muito mais clorofila-a do que qualquer um poderia razoavelmente esperar.
A princípio, Goes achou que era um erro. Mas durante a próxima década, relatos de aumento de algas e diminuição da captura de peixes chegaram de colegas no sul da Ásia. Goes e Gomes fizeram várias expedições marítimas e viram por si próprios: O Mar da Arábia fervilhava de cintilões de Noctiluca, um organismo que quase não se notificou na região durante os invernos anteriores.
A imagem acima mostra um florescimento de cintiladores Noctiluca em 2019, conforme observado pelo satélite NOAA-NASA Suomi NPP. Os organismos microscópicos flutuantes são dinoflagelados que vivem em uma relação simbiótica com células de algas verdes. Como o fitoplâncton oceânico, o Noctiluca cintilantes pode se multiplicar rapidamente nas condições certas. (Noctiluca freqüentemente prospera em águas “hipóxicas” com baixo teor de oxigênio.) À deriva com as correntes, eles se agregam em vastas massas próximas à superfície. No processo, eles podem esgotar o oxigênio do mar, competir com outro fitoplâncton por nutrientes ou consumi-los para alimentação e sufocar pequenos predadores do zooplâncton em “zonas mortas” hipóxicas.
“As mudanças que vimos no ecossistema do Mar da Arábia estão entre as mais rápidas de qualquer corpo de água oceânico em nosso planeta”, disse Goes, cientista do Observatório Terrestre Lamont-Doherty. “O habitat do mar está mudando e isso está causando um curto-circuito na cadeia alimentar.”
Como e por que a Noctiluca floresceu no Mar da Arábia é uma história complicada de interconexões entre os sistemas da Terra e as ondas inesperadas que se propagam com o aquecimento global.
Ao longo da história da humanidade, o Mar da Arábia foi fortemente influenciado pelos ventos das monções que invertem a direção sazonalmente e mudam a direção das correntes oceânicas. Nos invernos anteriores, as temperaturas do ar no planalto tibetano do Himalaia e no sul da Ásia cairiam significativamente e causariam ventos secos do nordeste soprando sobre o mar da Arábia. Por sua vez, o resfriamento das águas superficiais e as mudanças na densidade se propagariam pela coluna d’água, movendo a picnoclina – onde a densidade da água muda devido à salinidade e / ou temperatura – para cima e para baixo. A profundidade dessa camada do oceano afeta como os nutrientes sobem das profundezas e alimentam o crescimento do fitoplâncton.
Essas mudanças de inverno nas correntes e na disponibilidade de nutrientes, uma vez que alimentaram a proliferação de diatomáceas, outro tipo de fitoplâncton. As diatomáceas eram um elo fundamental na cadeia alimentar dos oceanos que alimentava copépodes e peixes durante o inverno e, em última instância, os humanos que os capturavam.
Mas, com o aquecimento global nas últimas décadas, menos neve tem caído e se acumulado no planalto tibetano do Himalaia e mais neve e gelo derretendo. As temperaturas nas terras altas e baixas têm aumentado, assim como a umidade. Nas últimas duas décadas, os ventos de inverno que sopram sobre o Mar da Arábia tornaram-se mais quentes, calmos e úmidos. Como resultado, os mares se agitam menos e há menos nutrientes para as diatomáceas e a maioria dos outros fitoplânctons.
“Com ventos e águas mais calmos e quentes, há menos ventilação e mistura”, disse Helga do Rosario Gomes, oceanógrafa biológica, também de Lamont-Doherty. “Isso leva a mais estratificação e menos enriquecimento de nitrato por baixo. Em alguns casos, está causando hipóxia.”
Essas mudanças foram perfeitas para os cintilantes de Noctiluca. Ao contrário das diatomáceas, a Noctiluca pode prosperar quando há menos nutrientes dissolvidos na água. Os gráficos acima mostram as mudanças coincidentes de 1980 a 2018 na extensão da cobertura de neve sobre o Planalto Himalaia-Tibetano, a profundidade da camada mista no Mar da Arábia no inverno e a concentração de clorofila-a (um indicador de fitoplâncton) . Os gráficos de “anomalia” mostram o quanto a cada ano estava acima ou abaixo da média de longo prazo para cada variável. A extensão da neve e a profundidade da camada mista têm diminuído constantemente, enquanto as flores no inverno aumentam.
“As mudanças observadas no Mar da Arábia são um exemplo de mudanças potenciais no ecossistema induzidas pelas mudanças climáticas”, disse Laura Lorenzoni, cientista do programa de biologia oceânica e biogeoquímica da NASA. “À medida que a Terra se aquece, podemos esperar maior estratificação no oceano e a migração de espécies em direção aos pólos. Haverá também maiores chances de proliferação de algas nocivas e de algumas espécies mais resistentes superando outras e mudando toda a estrutura do ecossistema.”
Cientistas modelaram e especularam durante anos que o aquecimento global poderia mudar a cobertura de neve e gelo no Himalaia e no Planalto Tibetano e que os efeitos poderiam se espalhar pelo mar. A crença era que o mar da Arábia ficaria menos produtivo de dezembro a março. Em vez disso, tornou-se mais produtivo, mas para um conjunto totalmente diferente de criaturas.
“Agora há muito menos diatomáceas e, portanto, há uma clara perda de biodiversidade”, disse Gomes. “Costumava haver mais copépodes, sardinhas, peixe-rei, cavala e peixes pelágicos.” O plâncton e as diatomáceas foram substituídos por esteiras de Noctiluca cintilantes e uma superabundância de águas-vivas e salpas. Os peixes finos foram substituídos por tartarugas, lulas e animais que podem sobreviver em ambientes com menos oxigênio.
Em um artigo de pesquisa de 2020, Goes e Gomes usaram dados de cores do oceano da NASA e dados de cobertura de neve e gelo do Centro Nacional de Dados de Neve e Gelo para montar o quebra-cabeça. Eles descobriram que a clorofila-a no inverno no Mar da Arábia tem aumentado constantemente desde a década de 1990 – chegando a quatro vezes mais em alguns invernos. A clorofila-a é um pigmento chave no fitoplâncton dos oceanos, incluindo Noctiluca cintilantes. O mapa acima mostra a tendência – principalmente crescente – no Mar da Arábia de 1996 a 2018.
O resultado é um problema para a pesca, principalmente em uma região com muita pesca artesanal e de subsistência. “Estamos passando por um ponto de inflexão”, disse Goes. “A cadeia alimentar está de cabeça para baixo.”
As mudanças são um problema para as pessoas do Oriente Médio, da África oriental e do sul da Ásia. Estima-se que 150 milhões de pessoas na região dependem da pesca para alimentação e desenvolvimento econômico. No entanto, o excesso de água-viva e salpa e a diminuição das diatomáceas esgotaram o suprimento de alimentos para peixes comestíveis. ”
“Haverá efeitos em cascata que provavelmente afetarão a disponibilidade de alimentos para vários países da região”, disse Goes. “Flores de Noctiluca, águas-vivas e salpas também representam enormes desafios para as usinas de dessalinização ao longo da costa que fornecem água doce para a costa de Omã.” Sabe-se que massas de água-viva obstruem os canos de entrada de água do mar.
E a mudança para águas dominadas por Noctiluca tem um efeito cascata incomum na segurança nacional. Noctiluca cintilantes são bioluminescentes: eles brilham quando estimulados e isso é especialmente visível à noite. Essa característica pode ser usada para rastrear os movimentos dos navios que agitam o plâncton enquanto navegam. Marinheiros e pilotos têm seguido essas trilhas brilhantes por décadas.
“Existem muitos exemplos de fitoplâncton correndo descontroladamente ao redor do planeta”, disse Norman Kuring, um cientista do Grupo de Biologia Oceânica da NASA. “O Mar Báltico tem um novo período de verão normal de florescimento de cianobactérias tóxicas. Algas verdes costumam obstruir as águas ao redor da península de Shandong na China. Sargassum está se tornando uma verdadeira dor de cabeça no Caribe. Os lagos nos Estados Unidos e em todo o mundo estão se tornando cada vez mais eutróficos. São preocupantes sugestões de cientistas respeitados de que nossos oceanos podem estar caminhando para um futuro hipóxico e dominado por bactérias. ”
Publicado em 16/08/2021 10h11
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Estudo original:
- https://earthobservatory.nasa.gov/images/148655/an-upended-ecosystem-in-the-arabian-sea?src=eoa-iotd