Novo estudo revela como as algas marinhas da Groenlândia armazenam carbono nas profundezas do oceano.

Costa rochosa da Groenlândia. Mathilde Cureau | Unsplash

Um estudo interdisciplinar confirma, pela primeira vez, as vias oceanográficas que transportam macroalgas flutuantes das águas costeiras do sudoeste da Groenlândia para reservatórios de carbono em águas profundas, desempenhando potencialmente um papel pouco reconhecido no armazenamento global de carbono.

As macroalgas, ou algas marinhas (incluindo o kelp), são habitats costeiros altamente produtivos, capazes de absorver quantidades significativas de carbono atmosférico (CO₂). Estudos anteriores estimaram que, globalmente, de 4 a 44 teragramas (1 Tg = um milhão de toneladas métricas) por ano de carbono derivado de macroalgas podem atingir profundidades de 200 m, onde podem ser sequestrados por pelo menos 100 anos.

No entanto, a contribuição das macroalgas para o armazenamento de carbono a longo prazo tem sido difícil de quantificar com certeza devido a problemas como: a ampla gama de propriedades das macroalgas que precisam ser consideradas; a complexidade das interações com os processos físicos de transporte oceanográfico; e a falta de evidências científicas sobre os deslocamentos e transformações das macroalgas desprendidas após deixarem as costas rochosas.

Para suprir essa lacuna de conhecimento, a equipe de estudo, coliderada pelo Instituto Leibniz de Pesquisa do Mar Báltico Warnemünde e pelo Helmholtz-Zentrum Hereon, na Alemanha, e envolvendo cientistas do Laboratório Marinho de Plymouth, da Universidade de Exeter, de Portugal, da Arábia Saudita e da Dinamarca, utilizou uma combinação de imagens de satélite, rastreamento de derivadores oceânicos, modelagem numérica e análises avançadas de turbulência para demonstrar que extensas camadas de macroalgas podem viajar centenas de quilômetros mar adentro. Eventualmente, essas camadas podem afundar a grandes profundidades, onde seu carbono orgânico pode ser armazenado a longo prazo.

Dados de 305 dispositivos de monitoramento oceanográfico, que flutuam na superfície para auxiliar na investigação das correntes oceânicas, e modelos de simulação numérica mostraram que as correntes oceânicas podem transportar macroalgas flutuantes das zonas costeiras para águas mais profundas em escalas de tempo ecológicas (em média de 12 a 64 dias), frequentemente antes que ocorra a ruptura estrutural.

Essas descobertas foram corroboradas pela análise de mais de 1.300 imagens multiespectrais de alta resolução do satélite Sentinel-2, por meio de um serviço operado pelo programa Copernicus da UE. Essas imagens revelaram quase 8.000 manchas de macroalgas flutuantes na plataforma continental da Groenlândia e no Mar do Labrador adjacente, confirmando a presença generalizada de macroalgas em alto-mar.

[A] Localização de tapetes flutuantes de macroalgas, codificados por cores de acordo com o mês. Também são mostradas as áreas de cobertura combinadas das imagens Sentinel-2 e a isóbata de 1000 m (linha preta tracejada). Índice de algas flutuantes [B] e imagem Sentinel-2 em cores reais [C] de 19 de agosto de 2020, mostrando o maior tapete individual de macroalgas flutuantes detectado, com uma área de 221.900 m². O detalhe em [B] mostra a localização do tapete. © PML

Modelos oceânicos tridimensionais altamente detalhados, utilizando técnicas de Simulação de Grandes Vórtices (LES), revelaram ainda que a convecção oceânica profunda no inverno, onde a mistura vertical vigorosa é impulsionada pelo resfriamento das águas superficiais, pode submergir macroalgas flutuantes a grandes profundidades. Sob a alta pressão encontrada nessas águas oceânicas mais profundas, as estruturas de flutuabilidade dentro das algas colapsam, fazendo com que afundem e transportem carbono para as profundezas do oceano.

© PML

O sudoeste da Groenlândia foi selecionado como área de estudo de caso por oferecer uma localização ideal para testar as premissas subjacentes às estimativas de exportação de macroalgas de áreas costeiras para o mar profundo. A região apresenta abundância de macroalgas em seu litoral rochoso, as espécies dominantes de algas pardas flutuam quando desprendidas, e outros estudos confirmaram que o DNA ambiental (eDNA) dos sedimentos identificou macroalgas em sedimentos que se estendem de áreas costeiras rasas até 1460 m de profundidade e 350 km da costa. A prevalência de macroalgas nos sedimentos da plataforma continental, talude continental e mar profundo da Groenlândia e do Ártico, com predominância de algas pardas, tem se mantido por milênios, documentando que a exportação de macroalgas da Groenlândia contribui para o sequestro de carbono a longo prazo no Ártico.

Para estudos futuros, a equipe recomenda um estudo interdisciplinar em larga escala para observar os três processos principais que resultam na exportação de macroalgas flutuantes de fontes costeiras para potenciais sumidouros no Mar do Labrador: 1) desprendimento; 2) exportação para o mar aberto por correntes superficiais; 3) exportação vertical.

Para atingir esse objetivo, é necessário determinar experimentalmente a longevidade em flutuação e a velocidade de ascensão das principais espécies de macroalgas flutuantes, bem como suas velocidades de afundamento após o colapso das estruturas de flutuação. Da mesma forma, a profundidade em que ocorre o colapso dessas estruturas deve ser determinada para desenvolver parametrizações confiáveis para a exportação vertical.