Andrew Babbin tenta levar pouca bagagem para viagens de trabalho. Junto com os itens essenciais de viagem, ele também traz um rolo de fita isolante, fita adesiva, fita de laboratório, um pacote de braçadeiras de cabos e algumas cordas elásticas.

“É o meu kit MacGyver: você nunca sabe quando terá que consertar algo rapidamente no campo ou consertar uma bolsa quebrada”, diz Babbin.

As viagens que Babbin faz são para longe no mar, em cruzeiros de um mês, onde ele trabalha para coletar amostras de águas da costa do Pacífico e em mar aberto. Em locais remotos, itens essenciais de reparo geralmente são úteis, como quando Babbin teve que prender uma chave inglesa a um dispositivo de amostragem para ajudá-lo a afundar em um lago gelado da Antártida.

Babbin é um oceanógrafo e biogeoquímico marinho que estuda micróbios marinhos e as maneiras pelas quais eles controlam o ciclo de nitrogênio entre o oceano e a atmosfera. Essa troca ajuda a manter ecossistemas oceânicos saudáveis ??e apoia a capacidade do oceano de armazenar carbono.

Ao combinar medições que ele faz no oceano com experimentos em seu laboratório no MIT, Babbin está trabalhando para entender as conexões entre micróbios e nitrogênio oceânico, o que pode, por sua vez, ajudar cientistas a identificar maneiras de manter a saúde e a produtividade do oceano. Seu trabalho o levou a muitas regiões costeiras e de oceano aberto ao redor do globo.

“Você realmente se torna um oceanógrafo e um cientista da Terra para ver o mundo”, diz Babbin, que recentemente ganhou estabilidade como Professor de Desenvolvimento de Carreira Cecil e Ida Green no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “Nós abraçamos a diversidade de lugares e culturas neste planeta. Ver apenas uma pequena fração disso é especial.”

O oceano tem sido uma presença constante para Babbin desde a infância. Sua família é do Condado de Monmouth, Nova Jersey, onde ele e sua irmã gêmea cresceram brincando ao longo da costa de Jersey. Quando eram adolescentes, seus pais levavam as crianças em férias de cruzeiro em família.

“Eu sempre amei estar na água”, ele diz. “Minhas partes favoritas de qualquer um desses cruzeiros eram os dias no mar, onde você estava no meio de uma bacia oceânica com água ao seu redor.”

Na escola, Babbin gravitou em torno das ciências, e da química em particular. Após o ensino médio, ele frequentou a Columbia University, onde uma visita ao departamento de engenharia ambiental e da Terra da escola catalisou uma realização.

“Para mim, sempre houve essa empolgação com a água e com a química, e foi uma explosão de, 'Nossa, não precisa ser uma coisa ou outra'”, diz Babbin.

Ele escolheu se formar em engenharia ambiental e da Terra, com concentração em recursos hídricos e riscos climáticos. Após se formar em 2008, Babbin retornou ao seu estado natal, onde frequentou a Universidade de Princeton e estabeleceu um curso para um PhD em geociências, com foco em oceanografia química e microbiologia ambiental. Sua orientadora, a oceanógrafa Bess Ward, levou Babbin como membro de seu grupo de pesquisa e o convidou para vários cruzeiros de um mês para várias partes do Pacífico tropical oriental.

“Ainda me lembro daquela primeira viagem”, Babbin relembra. “Foi um turbilhão. Todos os outros já tinham ido ao mar um zilhão de vezes e estavam carregando o barco e amarrando as coisas, e eu não tinha ideia de nada. E em poucas horas, eu estava fazendo um experimento enquanto o navio balançava para frente e para trás!”

Babbin aprendeu a lançar recipientes de amostragem ao mar, depois içá-los de volta e analisar a água do mar em busca de sinais de nitrogênio — um nutriente essencial para todos os seres vivos na Terra.

Acontece que as plantas e os animais que dependem do nitrogênio para sobreviver são incapazes de absorvê-lo da atmosfera por si mesmos. Eles exigem uma espécie de intermediário, na forma de micróbios que "fixam" o nitrogênio, convertendo-o de gás nitrogênio para formas mais digeríveis. No oceano, essa fixação de nitrogênio é feita por espécies microbianas altamente especializadas, que trabalham para tornar o nitrogênio disponível para o fitoplâncton — organismos microscópicos semelhantes a plantas que são a base da cadeia alimentar marinha. O fitoplâncton também é uma rota principal pela qual o oceano absorve dióxido de carbono da atmosfera.

Os microrganismos também podem usar essas formas biologicamente disponíveis de nitrogênio para energia sob certas condições, retornando nitrogênio para a atmosfera. Esses micróbios também podem liberar um subproduto de óxido nitroso, que é um potente gás de efeito estufa que também pode catalisar a perda de ozônio na estratosfera.

Por meio de seu trabalho de pós-graduação, no mar e no laboratório, Babbin ficou fascinado com o ciclo do nitrogênio e o papel que os micróbios fixadores de nitrogênio desempenham no suporte aos ecossistemas do oceano e ao clima em geral. Um equilíbrio de entradas e saídas de nitrogênio sustenta o fitoplâncton e mantém a capacidade do oceano de absorver dióxido de carbono.

“Algumas das questões realmente urgentes na biogeoquímica oceânica dizem respeito a esse ciclo de nitrogênio”, diz Babbin. “Entender as maneiras pelas quais esse elemento circula pelo oceano e como ele é central para a saúde do ecossistema e o clima do planeta tem sido realmente poderoso.”

Após concluir seu doutorado em 2014, Babbin chegou ao MIT como pós-doutorado no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.

“Meu primeiro sentimento quando cheguei aqui foi, uau, isso realmente é um playground de nerds”, diz Babbin. “Eu abracei fazer parte de uma cultura onde buscamos entender o mundo melhor, enquanto também fazemos as coisas que realmente queremos fazer.”

Em 2017, ele aceitou uma posição de professor no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. Ele montou seu espaço de laboratório, pintado em seu laranja brilhante favorito, no último andar do Green Building.

Seu grupo usa impressoras 3D para fabricar dispositivos microfluídicos nos quais eles reproduzem as condições do ambiente oceânico e estudam o metabolismo microbiano e seus efeitos na química marinha. No campo, Babbin liderou expedições de pesquisa para as Ilhas Galápagos e partes do Pacífico oriental, onde coletou e analisou amostras de ar e água em busca de sinais de transformações de nitrogênio e atividade microbiana. Sua nova estação de medição em Galápagos é capaz de inferir emissões marinhas de óxido nitroso em uma grande faixa do Oceano Pacífico tropical oriental. Seu grupo também navegou para o sul de Cuba, onde os pesquisadores estudaram interações de micróbios em recifes de corais.

Mais recentemente, Babbin viajou para a Antártida, onde montou acampamento próximo a lagos congelados e pesquisou amostras de água gelada pura que ele analisará em busca de resquícios genéticos de micróbios antigos. Esse DNA bacteriano preservado pode ajudar os cientistas a entender como os micróbios evoluíram e influenciaram o clima da Terra ao longo de bilhões de anos.

“Micróbios são os terraformadores”, observa Babbin. “Eles têm sido, desde que a vida evoluiu há mais de 3 bilhões de anos. Temos que pensar sobre como eles moldam o mundo natural e como eles responderão ao Antropoceno, enquanto os humanos brincam com o planeta nós mesmos.”

Babbin agora está traçando novas direções de pesquisa. Além de seu trabalho no mar e no laboratório, ele está se aventurando na engenharia, com um novo projeto para projetar cápsulas desnitrificantes. Embora o nitrogênio seja um nutriente essencial para a manutenção de um ecossistema marinho, muito nitrogênio, como o de fertilizantes que escorrem para lagos e riachos, pode gerar florações de algas tóxicas. Babbin está procurando projetar cápsulas ecológicas que limpem o excesso de nitrogênio antropogênico de cursos d'água locais. 

Ele também está começando o processo de projetar um novo sensor para medir baixas concentrações de oxigênio no oceano. À medida que o planeta esquenta, os oceanos estão perdendo oxigênio, criando "zonas mortas" onde os peixes não conseguem sobreviver. Enquanto outros, incluindo Babbin, tentaram mapear essas zonas mínimas de oxigênio, ou OMZs, eles o fizeram esporadicamente, jogando sensores no oceano em alcance, profundidade e tempos limitados. Os sensores de Babbin poderiam potencialmente fornecer um mapa mais completo das OMZs, pois seriam implantados em veículos de amplo alcance, mergulho profundo e propulsão natural: tubarões.

“Queremos medir o oxigênio. Tubarões precisam de oxigênio. E se você olhar para onde os tubarões não vão, você pode ter uma noção de onde o oxigênio não está”, diz Babbin, que está trabalhando com biólogos marinhos em maneiras de marcar tubarões com sensores de oxigênio. “Vários desses grandes peixes pelágicos se movem para cima e para baixo na coluna de água com frequência, então você pode mapear a profundidade em que eles mergulham e inferir algo sobre o comportamento. E minha sugestão é que você também pode inferir algo sobre a química do oceano.”

Ao refletir sobre o que estimula novas ideias e direções de pesquisa, Babbin dá crédito ao trabalho com outras pessoas, em seu próprio grupo e no MIT.

“Meus melhores pensamentos vêm dessa ação coletiva”, diz Babbin. “Particularmente porque todos nós temos criações diferentes e abordamos as coisas de uma perspectiva diferente.”

Ele está trazendo esse espírito colaborativo para sua nova função, como diretor de missão do Projeto Climático do MIT. Junto com Jesse Kroll, que é professor de engenharia civil e ambiental e de engenharia química, Babbin co-lidera uma das seis missões do projeto: Restaurando a Atmosfera, Protegendo a Terra e os Oceanos. Babbin e Kroll estão planejando uma série de workshops no campus que eles esperam que gerem novas conexões e despertem novas ideias, particularmente em torno de maneiras de avaliar a eficácia de diferentes estratégias de mitigação climática e avaliar melhor os impactos do clima na sociedade.

“Uma área que queremos promover é pensar na ciência climática e nas intervenções climáticas como dois lados da mesma moeda”, diz Babbin. “Há tanta ação que está tentando ser catalisada. Mas queremos que seja a melhor ação. Porque realmente temos uma chance de fazer isso. O tempo é essencial.”