O mistério cada vez mais profundo: como o recuo do gelo marinho está influenciando a vida marinha

As alterações climáticas estão a afectar a migração vertical sazonal do zooplâncton no Árctico, de acordo com um novo estudo.

O crescente derretimento do gelo marinho do Ártico permite que a luz solar penetre mais profundamente no oceano, afetando o comportamento migratório do zooplâncton marinho. Uma pesquisa liderada pelo Instituto Alfred Wegener indica que isso poderá causar escassez frequente de alimentos no zooplâncton no futuro, potencialmente impactando o Ártico. espécies. O estudo sugere que reduzir o aquecimento global para a meta de 1,5 graus é crucial para proteger o ecossistema do Ártico.

Intensificação do derretimento do gelo no Ártico e seu impacto na vida marinha

Devido à intensificação do derretimento do gelo marinho no Ártico, a luz solar está agora penetrando cada vez mais profundamente no oceano. Uma vez que o zooplâncton marinho responde à luz disponível, isto também está a mudar o seu comportamento – especialmente a forma como os pequenos organismos sobem e descem na coluna de água. Como demonstrou agora uma equipa internacional de investigadores liderada pelo Instituto Alfred Wegener, no futuro isto poderá levar a uma escassez alimentar mais frequente para o zooplâncton e a efeitos negativos para espécies maiores, incluindo focas e baleias.

O estudo acaba de ser publicado hoje (28 de agosto de 2023) na revista Natureza Mudanças Climáticas.

Mudanças no Ecossistema Ártico devido às Mudanças Climáticas

Em resposta às alterações climáticas antropogénicas, a extensão e a espessura do gelo marinho do Árctico estão a diminuir; a extensão média do gelo marinho está actualmente a diminuir a uma taxa de 13% por década. Já em 2030 – como indicam os estudos e simulações mais recentes – o Pólo Norte poderá ver o seu primeiro verão sem gelo. Como resultado, as condições físicas dos organismos no Oceano Ártico estão a mudar de forma igualmente visível.

Por exemplo, devido ao gelo marinho menor e mais fino, a luz solar pode penetrar muito mais abaixo da superfície. Como resultado, sob certas condições, a produção primária – ou seja, o crescimento – de microalgas na água e no gelo pode aumentar substancialmente. A forma como estas mudanças nas condições de luz estão a afectar os níveis tróficos mais elevados da cadeia alimentar – como o zooplâncton, que se alimenta em parte de microalgas – permanece pouco compreendida. A este respeito, uma equipa internacional de investigadores liderada pelo Dr. Hauke ​​Flores do Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigação Polar e Marinha (AWI), obteve agora informações valiosas.

Explicado o comportamento migratório do zooplâncton

De acordo com Flores: “Todos os dias, o movimento em massa de organismos em maior escala no nosso planeta ocorre no oceano – a migração diária do zooplâncton, que inclui pequenos copépodes e krill. À noite, o zooplâncton sobe perto da superfície da água para se alimentar. Quando chega o dia, eles migram de volta para as profundezas, mantendo-os protegidos dos predadores. Embora os organismos individuais sejam minúsculos, em conjunto isto constitui um tremendo movimento vertical diário de biomassa dentro da coluna de água.

“Mas nas regiões polares, a migração é diferente – é sazonal; em outras palavras, o zooplâncton segue um ciclo sazonal. Durante os meses de brilho do Dia Polar no verão, eles permanecem nas profundezas; durante os meses de escuridão da Noite Polar no inverno, parte do zooplâncton sobe e permanece na água próxima à superfície, logo abaixo do gelo.”

Tanto a migração diária nas latitudes mais baixas como a migração sazonal nas regiões polares são predominantemente ditadas pela luz solar. Os minúsculos organismos geralmente preferem condições crepusculares. Eles gostam de ficar abaixo de uma certa intensidade de luz (irradiância crítica), que geralmente é bastante baixa e fica bem na faixa do crepúsculo. Quando a intensidade da luz solar muda ao longo de um dia ou das estações, o zooplâncton vai para onde pode encontrar as suas condições de luz preferidas, o que, em última análise, significa que sobe ou afunda na coluna de água.

“Especialmente no que diz respeito aos 20 metros superiores da coluna de água, logo abaixo do gelo marinho, não havia dados disponíveis sobre o zooplâncton”, explica Flores. “Mas é precisamente esta área de difícil acesso que é mais interessante, porque é dentro e logo abaixo do gelo onde crescem as microalgas das quais o zooplâncton se alimenta.”

Para fazer leituras lá, a equipe projetou e construiu um observatório biofísico autônomo, que atracou abaixo do gelo no final da expedição MOSAiC com o quebra-gelo de pesquisa Polarstern da AWI em setembro de 2020. Aqui – longe de qualquer poluição luminosa devido ao homem atividades – o sistema foi capaz de medir continuamente a intensidade da luz abaixo do gelo e os movimentos do zooplâncton.

Novas descobertas e implicações para o futuro

“Com base em nossas leituras, identificamos uma irradiância crítica extremamente baixa para o zooplâncton: 0,00024 watts por metro quadrado”, afirma o pesquisador do AWI. “Em seguida, inserimos esse parâmetro em nossos modelos de computador para simular o sistema de gelo marinho. Isto permitiu-nos projectar, para uma série de cenários climáticos, como a profundidade deste nível de irradiância mudaria até meados deste século se o gelo marinho se tornasse cada vez mais fino devido às alterações climáticas.”

O que os especialistas descobriram: Devido ao declínio constante da espessura do gelo, o nível crítico de irradiância cairia para profundidades maiores no início do ano e só retornaria à camada superficial cada vez mais tarde no ano. Uma vez que o zooplâncton permanece fundamentalmente em águas abaixo deste nível crítico, os seus movimentos reflectiriam esta mudança. Assim, nestes cenários futuros, eles permanecem cada vez mais em profundidades maiores, enquanto o tempo que passam perto da superfície abaixo do gelo no inverno fica cada vez mais curto.

“Em climas futuros mais quentes, o gelo se formará mais tarde no outono, resultando na redução da produção de algas geladas”, explica Flores. “Isto, em combinação com o atraso na sua ascensão à superfície, pode levar a uma escassez mais frequente de alimentos para o zooplâncton no inverno. Ao mesmo tempo, se o zooplâncton aumentar no início da primavera, poderá pôr em perigo as larvas de espécies de zooplâncton ecologicamente importantes que vivem em níveis mais profundos, das quais uma maior quantidade poderá então ser consumida pelos adultos.”

“No geral, o nosso estudo aponta para um mecanismo anteriormente negligenciado que poderia reduzir ainda mais as hipóteses de sobrevivência do zooplâncton do Árctico num futuro próximo”, diz Flores. “Se isso acontecer, terá consequências fatais para todo o ecossistema, incluindo focas, baleias e ursos polares. Mas as nossas simulações também mostram que o impacto na migração vertical será muito menos pronunciado se a meta de 1,5 graus puder ser alcançada do que se as emissões de gases com efeito de estufa aumentarem sem controlo. Consequentemente, cada décimo de grau de aquecimento antropogénico que pode ser evitado é crítico para o ecossistema do Ártico.”