Sem oxigaªnio dissolvido para sustentar animais ou plantas, as zonas ana³xicas do oceano são áreas onde apenas micróbios adequados ao meio ambiente podem viver.

"Vocaª não consegue peixes grandes", disse Morgan Raven, biogeoqua­mico da UC Santa Barbara. "Vocaª nem consegue zoopla¢ncton carisma¡tico." Mas embora os oceanos ana³xicos possam parecer estranhos a organismos como nós, que respiram oxigaªnio, eles estãocheios de vida, disse ela.

Esses estranhos ecossistemas estãose expandindo, graças a smudanças climáticas - um desenvolvimento que émotivo de preocupação para a pesca e qualquer pessoa que dependa de oceanos ricos em oxigaªnio. Mas o que desperta o interesse de Raven éa mudança química dos oceanos - o maior reservata³rio de carbono da Terra - e como isso poderia mover o carbono da atmosfera para reservata³rios de longo prazo, como rochas.

"O que acontece com nosso ciclo de carbono quando obtemos essas grandes áreas do oceano que são livres de oxigaªnio?" ela disse. Esta questãofoi central para a pesquisa conduzida por Raven e seus colegas Rick Keil (Universidade de Washington) e Samuel Webb (Stanford Linear Accelerator Laboratory) em um artigo publicado na revista Science .

Em oceanos ricos em oxigaªnio, o carbono émovido em grande parte por processos da teia alimentar que comea§am com o fitopla¢ncton fixador de dia³xido de carbono que fotossintetiza nasuperfÍcie da a¡gua.

"Na maioria das vezes, eles são comidos pelo zoopla¢ncton", disse Raven. Mas se não forem comidos por animais maiores, eles va£o para as profundezas, onde respiram dia³xido de carbono e excretam carbono orga¢nico .

"a‰ como uma roda girata³ria - CO 2 vai para o pla¢ncton, vai para o CO 2 ", disse Raven.

Na ausaªncia de zoopla¢ncton e peixes, no entanto, uma parte maior do carbono orga¢nico que afunda pode sobreviver e ser depositado em profundidade, disse ela. Na verdade, os sedimentos sob essas zonas ana³xicas geralmente tem mais depa³sitos de carbono orga¢nico do que suas contrapartes ricas em oxigaªnio. Mas, de acordo com os pesquisadores, nos falta uma "compreensão mecanicista completa" de como isso ocorre.

"Tem sido um pouco misterioso", disse Raven.

A equipe teve uma pista na forma de uma hipa³tese formada cerca de uma década atrás pelo gea³logo Don Canfield e colegas da University of Southern Denmark.

"Eles colocaram a ideia de que talvez dentro dessas zonas, os micróbios ainda estãocomendo carbono orga¢nico, mas respirando sulfato", disse Raven. Chamada de "ciclo cra­ptico do enxofre", a ideia era um tanto difa­cil de aceitar, em grande parte porque os produtos dessa redução de sulfato microbiano (MSR) eram difa­ceis de detectar e porque outros compostos na área, como nitratos, eram energeticamente mais favoráveis ​​para metabolizar.

No entanto, de acordo com o estudo, "ha¡ evidaªncias moleculares e geoquímicas emergentes que sugerem que a MSR pode ocorrer em (zonas com deficiência de oxigaªnio) apesar da abunda¢ncia de nitrato dissolvido".

Os pesquisadores testaram se este processo enigma¡tico pode estar escondido dentro de grandes (> 1 mm)partículas orga¢nicas de rápido afundamento , coletandopartículas da zona de deficiência de oxigaªnio do Paca­fico Norte Tropical Oriental, localizada aproximadamente na costa noroeste do Manãxico.

"a‰ realmente apenas esse material polimanãrico e pegajoso", disse Raven sobre as agregações de fitopla¢ncton, matéria fecal, outros pequenos organismos e pedaço s de areia e argila que se unem em uma matriz "fofa". A coleta dessaspartículas éem si uma realização para os pesquisadores que vasculham os vastos oceanos em busca departículas difusas relativamente pequenas.

"Meus colegas da Universidade de Washington tinham esse dispositivo de coleta que era realmente o que tornava possí­vel fazer isso", disse ela. Aspartículas coletadas foram enviadas para o Stanford Synchotron Radiation Lightsource para análise.

Os resultados da análise, como evidaªncias da produção de enxofre orga¢nico dentro das amostras, demonstram o que Raven chama de "decapagem" do fitopla¢ncton morto, a  medida que eles afundam na área ana³xica.

“O fitopla¢ncton cresce nasuperfÍcie do oceano, mas devido a  gravidade, eles afundam”, disse ela. Amedida que caem pela regia£o ana³xica, esses agregados orga¢nicos sofrem sulfurização, que tem o efeito de proteger o carbono em seu núcleo de enzimas ou outras substâncias que, de outra forma, os desgastariam.

"Mesmo quando chega ao sedimento, as bactanãrias não podem comer essaspartículas orga¢nicas", observou Raven. E assim como os picles que conhecemos e amamos, o processo de preservação torna a parta­cula orga¢nica resistente a s bactanãrias, disse ela, o que poderia explicar por que mais carbono orga¢nico éencontrado nos sedimentos abaixo das zonas ana³xicas do oceano.

A sulfurização departículas de carbono orga¢nico em zonas ana³xicas do oceano, embora recentemente confirmada nos oceanos modernos, éna verdade um processo antigo, explicou Raven.

"a‰ o mesmo processo que também pode produzir petra³leo", disse ela, ressaltando que, onde se encontram os leitos de a³leo, também estãoo enxofre. Este processo pode ter se espalhado durante o período Creta¡ceo (145,5 a 65,5 milhões de anos atrás), quando a Terra era consistentemente tropical e o oceano estava sujeito a eventos geola³gicos e de extinção em massa que resultaram no soterramento de grandes quantidades de carbono e a¡guas ana³xicas em todo o Atla¢ntico.

"O que não saba­amos ése isso também acontecia nesses ambientes modernos menos extremos", disse Raven.

O que resta saber écomo essas zonas crescentes de esgotamento de oxigaªnio ira£o interagir com asmudanças climáticas .

"Potencialmente, a  medida que essas zonas se expandem, pode haver um feedback negativo - mais CO 2 na atmosfera aumenta as temperaturas, o que torna essas zonas maiores", disse Raven. "Essas zonas maiores retem mais CO 2 e o colocam nos sedimentos e nas rochas." Esse feedback pode ajudar a Terra a equilibrar seu ciclo de carbono ao longo do tempo, disse ela, "mas precisamos saber como isso se conecta a tudo o mais."