A vida estãofervilhando em quase todos os lugares dos oceanos, exceto em certos bolsaµes onde o oxigaªnio cai naturalmente e as a¡guas se tornam invia¡veis ​​para a maioria dos organismos aera³bicos. Essas piscinas desoladas são “zonas deficientes de oxigaªnio” ou ODZs. E embora representem menos de 1% do volume total do oceano, são uma fonte significativa de a³xido nitroso, um potente gás de efeito estufa. Seus limites também podem limitar a extensão da pesca e dos ecossistemas marinhos.

Agora, os cientistas do MIT geraram o “atlas” tridimensional mais detalhado dos maiores ODZs do mundo. O novo atlas fornece mapas de alta resolução dos dois principais corpos d' águacarentes de oxigaªnio no Paca­fico tropical. Esses mapas revelam o volume, a extensão e as profundidades varia¡veis ​​de cada ODZ, junto com recursos em escala fina, como faixas de águaoxigenada que invadem zonas de outra forma esgotadas.

A equipe usou um novo manãtodo para processar dados oceânicos de mais de 40 anos, compreendendo quase 15 milhões de medições feitas por muitos cruzeiros de pesquisa e robôs auta´nomos implantados em todo o Paca­fico tropical. Os pesquisadores compilaram então analisaram esses dados vastos e refinados para gerar mapas de zonas com deficiência de oxigaªnio em várias profundidades, semelhantes a s muitas fatias de uma varredura tridimensional.

A partir desses mapas, os pesquisadores estimaram o volume total das duas principais ODZs no Paca­fico tropical, com mais precisão do que os esforços anteriores. A primeira zona, que se estende desde a costa da Amanãrica do Sul, mede cerca de 600.000 quila´metros caºbicos - aproximadamente o volume de águaque encheria 240 bilhaµes de piscinas ola­mpicas. A segunda zona, na costa da Amanãrica Central, écerca de três vezes maior.

O atlas serve como uma referaªncia para onde se encontram os ODZs hoje. A equipe espera que os cientistas possam fazer acranãscimos a este atlas com medições conta­nuas, para rastrear melhor asmudanças nessas zonas e prever como elas podem mudar com o aquecimento do clima.

“a‰ amplamente esperado que os oceanos percam oxigaªnio a  medida que o clima esquenta. Mas a situação émais complicada nos tra³picos, onde hágrandes zonas com deficiência de oxigaªnio ”, diz Jarek Kwiecinski '21, que desenvolveu o atlas junto com Andrew Babbin, o professor de desenvolvimento de carreira verde Cecil e Ida no Departamento de Terra, Atmosfera e Ciências Planeta¡rias. “a‰ importante criar um mapa detalhado dessas zonas para que tenhamos um ponto de comparação paramudanças futuras.”

O estudo da equipe aparece hoje na revista Global Biogeochemical Cycles.

As zonas com deficiência de oxigaªnio são regiaµes grandes e persistentes do oceano que ocorrem naturalmente, como consequaªncia dos micróbios marinhos devorando o fitopla¢ncton afundando junto com todo o oxigaªnio dispona­vel nas redondezas. Essas zonas ficam em regiaµes que deixam de passar as correntes oceânicas:, que normalmente reabasteceriam as regiaµes com águaoxigenada. Como resultado, os ODZs são locais de a¡guas relativamente permanentes e pobres em oxigaªnio, e podem existir em profundidades meso-oceânicas: de cerca de 35 a 1.000 metros abaixo dasuperfÍcie. Para alguma perspectiva, os oceanos tem, em média, cerca de 4.000 metros de profundidade.

Nos últimos 40 anos, os cruzeiros de pesquisa exploraram essas regiaµes, jogando garrafas em várias profundidades e puxando a águado mar que os cientistas mediram em busca de oxigaªnio.

“Mas existem muitos artefatos que vão da medição de uma garrafa quando vocêestãotentando medir o oxigaªnio realmente zero”, diz Babbin. “Todo o pla¡stico que implantamos em profundidade estãocheio de oxigaªnio que pode vazar para a amostra. Quando tudo estiver dito e feito, o oxigaªnio artificial infla o verdadeiro valor do oceano. ”

Em vez de depender de medições de amostras de garrafas, a equipe analisou dados de sensores anexados ao exterior das garrafas ou integrados a plataformas roba³ticas que podem alterar sua flutuabilidade para medir águaem diferentes profundidades. Esses sensores medem uma variedade de sinais, incluindomudanças nas correntes elanãtricas ou na intensidade da luz emitida por um corante fotossensa­vel para estimar a quantidade de oxigaªnio dissolvido na a¡gua. Em contraste com as amostras de águado mar que representam uma única profundidade discreta, os sensores gravam sinais continuamente conforme eles descem pela coluna de a¡gua.

Os cientistas tentaram usar esses dados do sensor para estimar o valor real das concentrações de oxigaªnio em ODZs, mas descobriram que éincrivelmente complicado converter esses sinais com precisão, especialmente em concentrações próximas de zero.

“Adotamos uma abordagem muito diferente, usando medições não para olhar seu valor real, mas sim como esse valor muda dentro da coluna d'a¡gua”, disse Kwiecinski. Dessa forma, podemos identificar a¡guas ana³xicas, independentemente do que um sensor especa­fico diga.”

A equipe raciocinou que, se os sensores mostrassem um valor constante e imuta¡vel de oxigaªnio em uma seção vertical conta­nua do oceano, independentemente do valor verdadeiro, então provavelmente seria um sinal de que o oxigaªnio havia chegado ao fundo do poa§o e que a seção fazia parte de uma zona deficiente em oxigaªnio.

Os pesquisadores reuniram cerca de 15 milhões de medições de sensores coletadas ao longo de 40 anos por vários cruzeiros de pesquisa e flutuadores robóticos e mapearam as regiaµes onde o oxigaªnio não mudou com a profundidade.

“Agora podemos ver como a distribuição de águaana³xica no Paca­fico muda em trêsDimensões ”, diz Babbin. 

A equipe mapeou os limites, o volume e a forma de dois ODZs principais no Paca­fico tropical, um no hemisfanãrio norte e outro no hemisfanãrio sul. Eles também puderam ver pequenos detalhes dentro de cada zona. Por exemplo, as a¡guas pobres em oxigaªnio são “mais espessas” ou mais concentradas no meio e parecem afinar em direção a s bordas de cada zona.

“Tambanãm poda­amos ver lacunas, onde parecia que grandes mordidas foram tiradas de a¡guas ana³xicas em profundidades rasas”, diz Babbin. “Ha¡ algum mecanismo que leva oxigaªnio para esta regia£o, tornando-a oxigenada em comparação com a águaao seu redor.”

Essas observações das zonas de deficiência de oxigaªnio do Paca­fico tropical são mais detalhadas do que o que foi medido atéagora.

“A forma como as fronteiras dessas ODZs são moldadas e atéque ponto elas se estendem não poderia ser resolvido anteriormente”, diz Babbin. “Agora temos uma ideia melhor de como essas duas zonas se comparam em termos de extensão e profundidade da área.”

“Isso da¡ a vocêum esboa§o do que poderia estar acontecendo”, diz Kwiecinski. “Ha¡ muito mais que se pode fazer com essa compilação de dados para entender como o suprimento de oxigaªnio do oceano écontrolado.”

Esta pesquisa éapoiada, em parte, pela Fundação Simons.