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Carbono radioativo de testes nucleares é encontrado nas profundezas do oceano

Através da teia alimentar, carbono-14 chegou a artrópodes que vivem em fossas profundas

O teste nuclear “Priscilla”, de 37 quilotoneladas, em Nevada, EUA (1957). Foto: Departamento de Energia dos Estados Unidosce

Um novo estudo descobriu que carbono radioativo, liberado na atmosfera por testes de bombas nucleares do século 20, chegou às partes mais profundas do oceano.

Uma pesquisa publicada na revista Geophysical Research Letters identificou as primeiras evidências de carbono radioativo de testes de bombas nucleares nos tecidos musculares de crustáceos que habitam as fossas dos oceanos terrestres, incluindo a Fossa das Marianas, onde fica o ponto mais profundo de todo oceano.

Organismos na superfície do oceano incorporaram esse “carbono de bomba” nas moléculas corporais desde o final dos anos 50. O novo estudo descobriu que crustáceos nas fossas do oceano profundo estão se alimentando de matéria orgânica desses organismos quando eles caem no fundo do oceano. Os resultados mostram que a poluição humana pode entrar rapidamente na teia alimentar e chegar ao oceano profundo, de acordo com os autores do estudo.

“Embora a circulação oceânica leve centenas de anos para levar a água contendo o carbono até a mais profunda fossa, a cadeia alimentar consegue fazer isso muito mais rápido”, diz Ning Wang, geoquímico da Academia Chinesa de Ciências em Guangzhou, na China, e autor principal do novo estudo.

“Há uma interação muito forte entre a superfície e o fundo, em termos de sistemas biológicos, e as atividades humanas podem afetar os biossistemas em até 11 mil metros de profundidade, por isso precisamos ter cuidado com o nosso comportamento futuro”, diz Weidong Sun, geoquímico da Academia Chinesa de Ciências em Qingdao e co-autor do estudo. “Não é algo esperado, mas é compreensível, porque é controlado pela cadeia alimentar.”

Os resultados também ajudam os cientistas a entender melhor como as criaturas se adaptaram para viver no ambiente pobre em nutrientes que é oceano profundo, de acordo com os autores. Os crustáceos que eles estudaram vivem por um tempo inesperadamente longo por terem metabolismos extremamente lentos, o que os autores suspeitam ser uma adaptação para viver neste ambiente empobrecido e hostil.

Criando partículas radioativas

O carbono-14 é um carbono radioativo que é criado naturalmente quando raios cósmicos interagem com o nitrogênio na atmosfera. O carbono-14 é muito menos abundante que o carbono não-radioativo, mas os cientistas podem detectá-lo em quase todos os organismos vivos e usá-lo para determinar idades de amostras arqueológicas e geológicas.

Testes de armas termonucleares realizados durante as décadas de 1950 e 1960 dobraram a quantidade de carbono-14 na atmosfera quando os nêutrons liberados pelas bombas reagiram com nitrogênio no ar. Os níveis desse “carbono de bomba” atingiram o pico em meados da década de 1960 e caíram quando os testes nucleares atmosféricos pararam. Na década de 1990, os níveis de carbono-14 na atmosfera haviam caído para cerca de 20% acima de seus níveis pré-teste.

Este carbono de bomba caiu rapidamente da atmosfera e se misturou com a superfície do oceano. Organismos marinhos que viveram nas décadas posteriores usaram o carbono de bomba para construir moléculas dentro de suas células, e os cientistas observaram níveis elevados de carbono-14 em organismos marinhos desde que os testes da bomba começaram.

Vida no fundo do oceano

As partes mais profundas do oceano são as fossas hadais, áreas em que o piso oceânico está a mais de 6 quilômetros abaixo da superfície. Essas áreas se formam quando uma placa tectônica se subjuga abaixo a outra. Criaturas que habitam essas fossas tiveram que se adaptar a pressão intensa, frio extremo e falta de luz e nutrientes.

No novo estudo, os pesquisadores queriam usar o carbono de bomba como um marcador de material orgânico em fossas hadais, para melhor entender os organismos que lá vivem. Wang e seus colegas analisaram anfípodes coletados em 2017 das fossas das Marianas, Mussau e New Britain, no tropical Oceano Pacífico Ocidental, em até 11 quilômetros abaixo da superfície. Os anfípodes são um tipo de crustáceo pequeno que vivem no oceano e obtêm alimento vasculhando organismos mortos ou consumindo detritos marinhos.

Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que os níveis de carbono-14 nos tecidos musculares dos anfípodes eram muito maiores do que os níveis de carbono-14 na matéria orgânica encontrada nas águas profundas dos oceanos. Eles então analisaram o conteúdo do intestino dos anfípodos e descobriram que esses níveis correspondiam aos níveis estimados de carbono-14 de amostras de material orgânico retiradas da superfície do Oceano Pacífico. Isso sugere que os anfípodes estão se alimentando seletivamente de detritos da superfície do oceano que caem no fundo do oceano.

Adaptando-se ao ambiente do oceano profundo

As novas descobertas permitem que os pesquisadores entendam melhor a longevidade dos organismos que habitam fossas e como eles se adaptaram a esse ambiente único.

Curiosamente, os pesquisadores descobriram que os anfípodes que vivem nessas fossas crescem e vivem mais do que os seus correspondentes de águas mais rasas. Os anfípodes que habitam águas rasas normalmente vivem por menos de dois anos e crescem até um comprimento médio de 20 milímetros. Mas os pesquisadores encontraram anfípodes nas trincheiras profundas que tinham mais de 10 anos e que cresceram até 91 milímetros de comprimento.

Os autores do estudo suspeitam que o grande tamanho e a vida longa dos anfípodos são provavelmente subprodutos da evolução vivendo em um ambiente de baixas temperaturas, alta pressão e um suprimento limitado de alimentos. Eles teorizam que os animais têm metabolismo lento e baixa renovação celular, o que lhes permite armazenar energia por longos períodos de tempo. A longa extensão da vida também sugere que os poluentes podem se bioacumular nesses organismos singulares.

“Além do fato de que o material vem principalmente da superfície, a bioacumulação relacionada à idade também aumenta as concentrações de poluentes, trazendo mais ameaças a esses ecossistemas mais remotos”, disse Wang.

O novo estudo mostra que as fossas do oceano profundo não são isoladas das atividades humanas, diz Rose Cory, professora associada de ciências da terra e do meio ambiente na Universidade de Michigan, que não esteve envolvida no estudo. A pesquisa mostra que, usando o “carbono de bomba”, os cientistas podem detectar a impressão digital da atividade humana nas profundezas mais remotas e profundas do oceano, ela acrescenta.

Os autores também usam o “carbono de bomba” para mostrar que a principal fonte de alimento para esses organismos é o carbono produzido na superfície do oceano, em vez de fontes locais de carbono depositadas a partir de sedimentos próximos, conta Cory. O novo estudo também sugere que os anfípodes nas fossas profundas se adaptaram às duras condições em trincheiras profundas, acrescenta ela.

“O que realmente está em jogo aqui não é só o fato de que o carbono da superfície do oceano pode atingir o oceano profundo em períodos de tempo relativamente curtos, mas que o carbono “jovem” produzido na superfície do oceano está abastecendo, ou sustentando, a vida em fossas profundas”, finaliza Cory.

American Geophysical Union