Oceano tropical e o ponto de inflexão do plâncton

O oceano tropical pode estar mais perto de um ponto de inflexão biológico do que os cientistas imaginavam. Um estudo recente, ao analisar algas fossilizadas de mares tropicais antigos, indica que comunidades de plâncton permaneceram surpreendentemente estáveis durante pulsos de aquecimento de cerca de 2.7°F (1.5°C).

Em contrapartida, fases anteriores com calor mais intenso provocaram perdas drásticas na base da cadeia alimentar marinha.

Os sedimentos analisados - extraídos do Atlântico ao sul de Gana - oferecem uma oportunidade rara de observar como ecossistemas tropicais reagiram a aquecimentos ocorridos milhões de anos atrás e de refletir sobre o que isso pode sinalizar para os oceanos atuais.

Plâncton estável durante o aquecimento

Testemunhos de sedimento coletados no fundo do mar guardam, em camadas, um registro detalhado da vida tropical ao longo de vários episódios breves de aquecimento.

Nessas amostras, o pesquisador Chris Fokkema, da Universidade de Utrecht, descreveu comunidades de dinoflagelados cuja composição se manteve praticamente inalterada enquanto as temperaturas subiam e depois recuavam.

Ao longo de seis surtos distintos de aquecimento entre 54 e 52 milhões de anos atrás, o conjunto de fósseis permaneceu dentro do seu intervalo habitual, em vez de “virar a chave” para um declínio acentuado.

Essa regularidade ajuda a delimitar um teto claro de tolerância e cria um contraste com períodos ainda mais antigos, quando temperaturas mais elevadas estiveram associadas a perdas generalizadas.

O aquecimento ameaça as algas do oceano

As águas tropicais atuais já são quentes por natureza, o que reduz a margem antes que um calor extra passe a pressionar as células vivas. Com o aumento da temperatura, as células têm mais dificuldade para manter proteínas corretamente dobradas e membranas estáveis, desviando energia que seria usada para crescer.

“Então, mesmo uma pequena quantidade de aquecimento poderia ter um efeito enorme”, disse Fokkema.

As teias alimentares do oceano começam com o fitoplâncton - organismos minúsculos à deriva que transformam luz solar em alimento. Quando o aquecimento limita o crescimento desses produtores, menos nutrientes avançam pela cadeia, e as larvas de peixes costumam sentir os impactos primeiro.

Dentro desse grupo de produtores, os dinoflagelados - algas unicelulares capazes de formar cistos de resistência duráveis - deixaram fósseis que atravessaram o calor do Eoceno.

Como esses cistos afundam e se acumulam nos sedimentos, eles permitem que cientistas acompanhem sinais de estresse ecológico em oceanos antigos sem precisar observar diretamente o passado.

Um ponto de inflexão para o plâncton tropical

Ao comparar repetidos intervalos curtos de aquecimento, os pesquisadores observaram que as comunidades fósseis permaneceram dentro da variação normal, mesmo com as temperaturas oscilando para cima e para baixo.

Esse comportamento estável coincidiu com aquecimentos modestos, mas ficou muito distante do que ocorreu em fases anteriores, quando calor mais forte eliminou grande parte do plâncton tropical.

“Algum ponto além desses 2.7°F (1.5°C), um ponto de inflexão acontece”, disse Fokkema ao contrapor pulsos de aquecimento moderados a extremos mais quentes.

Evidências do Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno, cerca de 56 milhões de anos atrás, mostram o que ocorre quando esse limite é ultrapassado. Naquele evento, os mares tropicais aqueceram aproximadamente 9°F (5°C), e muitos grupos de plâncton entraram em colapso.

As águas superficiais passaram de 96.8°F (36°C), empurrando o ambiente além do que muitos organismos unicelulares conseguiam suportar.

“A temperatura da água do mar ficou quase tão alta quanto em uma jacuzzi”, disse Fokkema.

Durante esse aquecimento extremo, a diversidade de espécies despencou, e alguns locais tropicais chegaram a perder algas quase por completo de forma temporária.

Condições do oceano moldaram a sobrevivência das algas

No Eoceno, o planeta já era muito mais quente do que hoje. As concentrações de dióxido de carbono estavam de três a cinco vezes acima das atuais, e as temperaturas globais ficavam cerca de 27°F (15°C) acima das médias modernas. Ainda assim, mesmo nesse mundo aquecido, ocorreram novos picos menores de temperatura.

Como os trópicos aqueceram mais lentamente do que os polos, essas algas vivenciaram mudanças relativamente pequenas, porém suficientes para empurrá-las para perto de suas faixas ideais de temperatura.

Além disso, a própria estrutura do oceano pode ter influenciado onde as algas conseguiam persistir. Os pesquisadores identificaram, ocasionalmente, pulsos de cistos típicos de áreas costeiras bem longe da costa, apesar de o ponto de coleta estar em mar aberto.

Períodos de forte estratificação - quando uma camada de água mais quente e menos salgada fica sobre águas mais frias em profundidade - provavelmente dificultaram a mistura entre a superfície e as camadas inferiores.

Nessas circunstâncias, algumas espécies poderiam completar o ciclo de vida próximo à superfície e depositar cistos diretamente nos sedimentos logo abaixo.

Se o aquecimento atual reforçar a estratificação dos oceanos, a chegada de nutrientes e os níveis de oxigênio podem se alterar, redesenhando ecossistemas marinhos mesmo sem aumentos adicionais de temperatura.

Lições para os oceanos tropicais de hoje

Atualmente, as comunidades de plâncton já não são iguais às do período pré-industrial após menos de 1.8°F (1°C) de aquecimento oceânico.

Líderes globais registraram a meta de 2.7°F (1.5°C) no Acordo de Paris para reduzir os mais severos impactos sobre ecossistemas.

“Nossas descobertas apoiam o objetivo político de limitar o aquecimento global a não mais que 2.7°F (1.5°C) e oferecem esperança de que as consequências desse aquecimento de fato permanecerão relativamente limitadas”, disse Fokkema.

Ainda assim, muitas projeções do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) indicam que o aquecimento pode se aproximar desse patamar em um futuro próximo.

O aquecimento do passado foi muito diferente

Os fósseis mostram como a vida marinha respondeu a eventos antigos de aquecimento, mas não podem assegurar que os trópicos de hoje reagirão do mesmo modo.

Mudanças climáticas do passado ocorreram ao longo de milhares de anos, enquanto as emissões modernas de gases de efeito estufa estão aquecendo os oceanos em poucas décadas, oferecendo muito menos tempo para que os ecossistemas se adaptem.

Os mares atuais também lidam com outro tipo de pressão. À medida que a água do mar absorve dióxido de carbono, ela se torna mais ácida e corrosiva, o que pode danificar conchas e desorganizar cadeias alimentares marinhas.

Segundo cientistas, são necessários mais registros de outras bacias oceânicas para verificar se o aparente teto de aquecimento de 2.7°F (1.5°C) observado no registro fóssil se repete globalmente ou se as condições locais são determinantes.

Mesmo assim, os sedimentos antigos deixam um padrão evidente. Algumas comunidades de algas tropicais permaneceram estáveis sob aquecimento moderado, mas, quando as temperaturas ultrapassaram essa faixa, ecossistemas semelhantes entraram em colapso rapidamente.

Manter o aquecimento futuro perto de 2.7°F (1.5°C) não garante segurança para a vida marinha tropical. Porém, pode ajudar a evitar as condições extremas que, no passado, desencadearam perdas ecológicas súbitas.