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Atividade Financiada

A Eficiência do Bombeamento Biológico por Diatomáceas nos últimos 40 000 anos

Testing the efficiency of the Diatom Biological Pump for the last 40 kyrs

Referência
2023.11539.PEX
Data de Início do Projeto
2025-02-20
Data de Fim do Projeto
2027-02-19
Investigador Principal
Área Científica
Ciências naturais
Programa de Financiamento
Concurso de Projetos Exploratórios em Todos os Domínios Científicos 2023

Resumo

As diatomáceas têm um papel essencial no ciclo global do carbono e no clima através do bombeamento biológico, transportando 20% do carbono da atmosfera para o oceano profundo (Tréguer et al., 1995). O presente aquecimento climático e o aumento contínuo da concentração de CO2 na atmosfera (pCO2) provocam a acidificação e estratificação da superfície do oceano onde as diatomáceas vivem. É essencial perceber como estas mudanças ambientais podem afetar as diatomáceas e o seu papel no sequestro de carbono. Uma experiência recente no Oceano Antártico – OA (Petrou et al. 2019) mostra que a acidificação do oceano reduz a contribuição de espécies de diatomáceas maiores e mais silificadas e quecontêm mais carbono, favorecendo a abundância de espécies menores e menos silicificadas. Destes resultados surge uma pregunta fundamental: será que a acidificação do oceano terá como resultado uma redução da remoção de CO2 pelas diatomáceas no OA, agravando as projeções climáticas que já são preocupantes? Uma forma de esclarecer este problema é reconstruir a variação das associações de diatomáceas preservadas nos sedimentos da passagem de Drake (OA) em períodos passados com diferentes condições de acidez oceânica, para explorar a relação entre associações de diatomáceas e o pH ao longo do tempo. Um objetivo possível de alcançar, visto a existência de um registo de isótopos de boro obtido em corais, um traçador da acidez da água, para os últimos 40,000 anos (Rae et al., 2018) e o facto das diatomáceas serem particularmente abundantes no OA, onde a concentração de sílica dissolvida nas águas de superfície é alta. O OA tem um papel critico na dinâmica do pCO2 porque liberta carbono através do processo de afloramento (Toggweiler, 1999) e absorve pCO2 via a produção de diatomáceas e a subducção de águas intermédias e modais, tornando o OA num importante sumidouro de carbono (Sabine et al., 2004). Graças ao afloramento, o carbono inorgânico dissolvido contido na Água Profunda do Atlântico Norte (NADW) atinge a superfície, libertando carbono para a atmosfera (Toggweiler and Samuels, 1995). A Água Intermédia da Antarctica (AAIW) é principalmente composta por esta água do afloramento que é submetida a ventos fortes que favorecem a transferência de gases e o sequestro de CO2 (Sabine et al. 2004), e flui para norte a profundidades intermédias sendo a maior contribuidora para a corrente de retorno da “Atlantic Meridional Overturning Circulation” (AMOC) (e.g. Schmitz Jr. and McCartney, 1993). A progressão de AAIW para norte através do Atlântico reflete a intensidade da AMOC (Came et al., 2008; Xie et al. 2012), e muito possivelmente favorece a produção primária em sítios chave do Atlântico Norte, devido a sua riqueza em nutrientes (Sarmiento et al., 2004). A intensidade da AMOC já foi relacionada com mudanças bruscas do clima no passado (Lynch-Stieglitz, 2017), e a sua desaceleração recente (Rahmstorf et al. 2015; Caesar et al., 2021) tem sido associada ao aquecimento climático, com os modelos de clima prevendo que, um aumento de 2°C de temperatura, gerará condições climáticas catastróficas prejudiciais às sociedades, tais como, super tempestades ou a fusão do gelo que contribui para a elevação do nível do mar (Hansen et al., 2016). Assim sendo, uma melhor compreensão dos processos do OA que afetam a acidez das águas de superfície e a exportação da AAIW é critica para apreender o impacto do aquecimento global sobre a intensidade da AMOC e o sequestro do carbono. Afim de avaliar a progressão para norte da AAIW no Atlântico Norte, sedimentos do Norte Atlântico subtropical (área dos montes submarinos de Corner rise) serão investigados para o seu conteúdo em diatomáceas, porque a produção de diatomáceas nesta área é associada a presença da AAIW a uma menor profundidade, nos períodos em que a AMOC é mais fraca. De facto, um registo excecional de produção de diatomáceas, que possivelmente resulta da presença de AAIW, foi encontrado num sítio próximo durante o evento de Heinrich 1 (Gil et al., 2009), um período de descargas massivas de icebergs no Atlântico Norte que perturbaram fortemente a AMOC (McManus et al., 2004). Um registro de 231Pa/230Th, um traçador da intensidade da AMOC, será também produzido para este sítio do Atlântico norte. O estudo dos dois sítios (passagem de Drake e Corner rise) permitirá investigar mudanças críticas da circulação oceânica relacionadas com o pCO2. Os participantes do projeto têm uma extensa experiência em taxonomia de diatomáceas e no tratamento estatístico de dados micropaleontológicos (Abrantes et al., 2005, Gil et al., 2009, 2015, 2018), bem como na metodologia e interpretação de 231Pa/230Th (McManus et al., 2004; Henry et al., 2016), o que garante o sucesso do projeto e a sua capacidade para aplicar a sua experiência num novo contexto oceânico como o OA.

Instituições

Instituições Principais

  • Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA)

Outras Instituições

  • Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO)

Financiamento 50.000,00 €

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Portugal

50.000,00 €