O enigma do turquesa no Oceano Austral e a grande faixa de calcite

Um brilho turquesa, intenso e inesperado, no meio das águas azul‑acinzentadas do Oceano Austral tem intrigado a comunidade científica desde que surgiu pela primeira vez em imagens de satélite, no início dos anos 2000. Agora, oceanógrafos poderão finalmente ter esclarecido a origem desse sinal.

Ao cartografarem concentrações de fitoplâncton e de compostos biogeoquímicos, os investigadores encontraram uma combinação invulgar de microrganismos - um resultado que põe à prova ideias comuns sobre a forma como as águas geladas dos oceanos mais austrais do planeta capturam carbono.

A mancha turquesa no Oceano Austral

A norte dessa mancha turquesa corre um anel de água do mar altamente reflectora conhecido como a grande faixa de calcite. Também identificada há cerca de duas décadas, esta faixa revelou conter milhares de milhões de “cocolitóforos” de aspeto quase extraterrestre, organismos que aproveitam a luz e que recebem o nome das suas escamas reflectoras, os cocolitos.

Ao recorrerem a carbono inorgânico para construírem as suas escamas de calcite, os cocolitóforos da faixa desempenham um papel crucial no ciclo global do carbono, concentrando um valor estimado de 30 milhões de toneladas do elemento por ano.

Concentrações elevadas de cocolitos aumentam a reflectância do oceano - um sinal que os oceanógrafos que trabalham com satélite usam, em regra, para estimar a quantidade de calcite no mar. A mancha misteriosa de azul‑esverdeado cintilante a sul da grande faixa de calcite poderia, à partida, ser explicada por cocolitos, não fosse o facto de aquelas águas deverem ser demasiado frias para estes microrganismos prosperarem.

O que os satélites não conseguiam ver

Muitas vezes escondidas por mar agitado, nuvens densas e icebergs, estas marés turquesa têm sido, até agora, difíceis de observar com detalhe a partir do espaço. O oceanógrafo Barney Balch e os seus colegas concluíram que, para perceber o que realmente se passava, teriam de ir ao local. Como escrevem no artigo, “tem havido poucas medições de validação no mar na região devido ao seu afastamento”.

A bordo do navio de investigação Roger Revelle, Balch e a sua equipa viajaram do Havai em direcção ao Polo Sul, atravessando a grande faixa de calcite, que - por ser verão no Hemisfério Sul - estava no auge do florescimento.

“Os satélites só vêem os vários metros superiores do oceano, mas nós conseguimos ir mais fundo com múltiplas medições a várias profundidades”, explica Balch. “Nada substitui medir a mesma coisa de várias formas para contar uma história mais completa.”

A campanha no Roger Revelle e as medições no mar

Entre as medições realizadas estiveram a cor do oceano, a taxa de calcificação, a taxa de fotossíntese e, sobretudo, as concentrações de carbono inorgânico e de sílica - minerais que funcionam como indicadores dos cocolitóforos e dos seus rivais, as diatomáceas, que constroem as suas próprias conchas microscópicas a partir de sílica, como se fosse vidro.

Tanto as diatomáceas como os cocolitóforos ocupam nichos tão semelhantes que acabam por ser concorrentes directos: ambos contribuem para o sequestro de carbono orgânico nas profundezas do oceano e produzem energia que sustenta enormes cadeias alimentares marinhas, com impacto à escala global.

Durante muito tempo, a grande faixa de calcite foi encarada como território dos cocolitóforos; e tudo o que fica a sul da sua frente polar seria, por oposição, domínio das diatomáceas.

“Águas de elevada reflectância mais a sul da grande faixa de calcite têm sido observadas com regularidade, mas postas em causa, devido ao facto de os cocolitóforos não serem tipicamente encontrados em águas tão frias”, escrevem os autores.

“Em vez disso, foi sugerido que a reflectância elevada poderia dever‑se a outros materiais também muito reflectores, como gelo solto, farinha glaciária, florações de Phaeocystis [algas], maior incidência de bolhas, ou outro material particulado em suspensão, como concentrações elevadas de opala suspensa associada a diatomáceas.”

As amostras de água recolhidas trouxeram não só a primeira prova de que existe calcificação nestas águas mais austrais, como também evidência visual directa de cocolitóforos a viverem onde ninguém esperava que conseguissem.

“Concentrações moderadas de cocolitóforos com placas e de cocolitos destacados foram observadas a sul da grande faixa de calcite até 60°S”, relatam os autores.

Ainda assim, alguns cocolitos dispersos não seriam suficientes para reflectir luz em quantidade capaz de justificar o brilho registado nas imagens de satélite.

Diatomáceas, reflectância e o impacto nas estimativas por satélite

Ao que tudo indica, as diatomáceas são tão abundantes nestas águas que as suas estruturas vítreas e reflectoras conseguem gerar um efeito óptico semelhante ao dos cocolitóforos.

“Os nossos resultados sugerem que estas águas polares altamente reflectoras resultam do espalhamento causado pelas frústulas das diatomáceas, e não por cocolitóforos, e têm sido erroneamente identificadas como carbono inorgânico particulado em medições por satélite”, escrevem.

Perante estes dados, Balch e os colegas defendem que terá de ser reavaliada a forma como os satélites estimam o carbono orgânico particulado.

“Estamos a alargar a nossa visão sobre onde vivem os cocolitóforos e, finalmente, a começar a compreender os padrões que vemos nas imagens de satélite desta parte do oceano a que raramente conseguimos ir”, afirma Balch.

Esta investigação foi publicada na revista Global Biogeochemical Cycles.