Grande parte da infraestrutura mundial de energia, defesa e industrial estãolocalizada na costa, e o transporte maratimo por portos costeiros representa mais de 90% do comanãrcio global.
As interfaces costeiras, onde a terra encontra o mar, oferecem muitos benefacios
sociais e ecossistemicos, como turismo, comanãrcio e troca de nutrientes.
Crédito: Dan Meyers em Unsplash
Vivemos, trabalhamos e brincamos na costa.
Cerca de 40% da população mundial vive atualmente perto da costa. Grande parte da infraestrutura mundial de energia, defesa e industrial estãolocalizada na costa, e o transporte maratimo por portos costeiros representa mais de 90% do comanãrcio global.
Mas as paisagens costeiras também são vulnera¡veis ​​a smudanças globais. Em 2100, mais do dobro da população poderia viver em áreas suscetíveis a inundações, devido ao aumento doníveldo mar, crescimento urbano, imigração e cenários de alta emissão de dia³xido de carbono.
"Os principais modelos globais de computadores que os pesquisadores usam atualmente descrevem a costa como um pixel que éessencialmente metade da terra e meio oceano", disse o biogeoquamico da PNNL Nick Ward. "Apenas entrega a terra ao mar."
Em um artigo de revisão recente, publicado em 18 de maio na Nature Communications , uma equipe interdisciplinar de pesquisadores liderada por Ward propa´s um caminho para refinar a representação de interfaces costeiras nos modelos de sistemas da Terra usados ​​para prever o clima na Terra. Eles sugerem descrever as funções das interfaces costeiras em uma escala de ecossistema, classificando os ecossistemas costeiros em alguns tipos funcionais, usando modelos detalhados que existem em escalas locais para essas categorias e aplicando as lições aprendidas dos modelos locais a ecossistemas costeiros semelhantes em todo o mundo .
Os atuais modelos de sistemas terrestres (ESM) representam a interface terra-mar
de maneira simples. Um novo artigo de revisão liderado por um pesquisador
do PNNL propaµe uma representação mais refinada que reflete a transição
gradual da terra para o mar nas interfaces costeiras.
Crédito: Nathan Johnson | PNNL
Definindo gradientes de processos costeiros em escala de ecossistema
Os modelos de sistemas terrestres descrevem como os ecossistemas ao redor do mundo interagem atravanãs da transferaªncia de nutrientes e energia para influenciar o clima. A diversidade biológica e geoquímica éa base de muitos desses ciclos de transferaªncia, e os ecossistemas costeiros abrigam alguns dos sistemas com maior diversidade biológica e geoquímica do planeta.
No entanto, faltam muitos detalhes sobre a função dos ecossistemas costeiros nos modelos atuais do sistema terrestre. Atualmente, esses modelos representam uma interface costeira como uma simples transição entre terra e mar. Na realidade, a interface éuma mudança gradual, moldada em grande parte pelo equilabrio entre o fluxo das maranãs e a descarga de águadoce da terra.
A geografia - costasÍngremes ou rasas - éum fator prima¡rio que influencia a maneira como a águadoce e a águado mar interagem em uma interface costeira. O efeito das maranãs viaja mais para o interior, atravanãs dos rios das maranãs, para costas mais rasas do que aquele em que penhascos rochosos encontram o mar. Além disso, acompanhar o fluxo de águaem uma interface costeira revela processos e gradientes da escala de moléculas e micróbios a a¡rvores e sedimentos.
A mistura de águadoce e águasalgada em uma interface costeira gera um gradiente de salinidade que influencia os tipos de plantas que crescem no interior, bem como a composição das comunidades microbianas que vivem no solo e nos sedimentos. As plantas e micróbios em uma área costeira afetam os ciclos de nutrientes e carbono de um ecossistema, e os sedimentos lavados da terra para rios e estua¡rios influenciam a disponibilidade de nutrientes.
"Esses fatores foram estudados em laboratórios e em diferentes locais do mundo", disse Vanessa Bailey, cientista de solo do PNNL. "Agora, queremos reunir todos os que estudam a interface entre terra e mar para entender melhor os processos conectados que acontecem nas interfaces costeiras na escala do ecossistema".
A geografia de uma costa - uma margem ativa angreme ou uma margem passiva
rasa - afeta como a águadoce e a águado mar se misturam em
uma interface costeira. Crédito: Nathan Johnson | PNNL
Descrição da perturbação e resiliencia do processo costeiro
Enquanto os cientistas trabalham para entender melhor como os ecossistemas costeiros funcionam, eles também tem uma segunda tarefa: estudar a resistência desses ecossistemas a smudanças globais. Como os ecossistemas costeiros são uma interface entre terra e mar , eles também sofrem efeitos de perturbações em ambas as áreas. A seca e asmudanças no uso da terra no interior podem afetar os processos costeiros, juntamente com o aumento doníveldo mar no oceano.
Com tantos processos interconectados acontecendo nos ecossistemas costeiros , os cientistas enfrentam muitas perguntas ao criar modelos preditivos detalhados da função e resposta das interfaces costeiras. Quais processos costeiros e quais processos terrestres precisam ser incluados? Em que escalas geogra¡ficas e de tempo? Os modelos refletem como os ecossistemas costeiros podem responder a smudanças globais ?
Classificação dos processos costeiros e coordenação de pesquisas futuras
Em seu artigo, a equipe de pesquisadores interdisciplinares da academia, laboratórios nacionais e agaªncias federais propaµe uma estratanãgia para responder a essas perguntas. Uma maneira de representar interfaces costeiras no modelo de sistema da Terra écom um modelo de todos os ecossistemas costeiros do mundo. No entanto, com 372.000 milhas de costa ao redor do mundo, os pesquisadores reconhecem que a tarefa éinvia¡vel.
Os ecossistemas costeiros parecem muito diferentes em todo o mundo, mas
podem ter caracteristicas comuns que são aºteis para descrever em
detalhes o modelo de sistema da Terra. Crédito: USGS, Cameron Venti
e Nathan Anderson em Unsplash
Portanto, eles oferecem outra opção: classificar os ecossistemas costeiros em alguns tipos funcionais, criar modelos detalhados para essas categorias e depois aplicar esses modelos a outros ecossistemas costeiros. .
As classificações funcionais podem descrever caracteristicas geogra¡ficas, como costas acidentadas ou praias levemente inclinadas. Eles poderiam descrever os ecossistemas de maneira a reunir diferentes tipos de sistemas de estua¡rios, planacies de maréou linhas de costa.
"Amedida que a comunidade cientafica desenvolve esses modelos, ele também revela lacunas onde são necessa¡rios mais dados observacionais para validar os modelos", disse Ward. Para reunir esses dados, ele e seus colegas recomendam aproveitar as redes de monitoramento ecola³gico de longo prazo existentes e direcionar a pesquisa para perguntas comuns.
A tarefa que temos pela frente éalgo que ninguanãm pode fazer sozinho, concluiu a equipe. Ward concordou: "O desenvolvimento desses modelos detalhados exigira¡ coordenação entre instituições, agaªncias de financiamento e redes de pesquisa de longo prazo existentes para desenvolver um entendimento em escala global das interfaces costeiras".