"Acidificação" dos Oceanos - A escala do pH não é linear

Tem uma pequena matéria que saiu publicada no site da Oceanus (link) que chama a atenção para os custos sócio-econômicos da acidificação dos oceanos. Dentre outras coisas, o artigo ressalta o fato que muita gente pensa que uma pequena queda no pH dos oceanos, por exemplo de 8.1 para 7.9 é insignificante para justificar todo o barulho que está sendo feito. É importante lembrar porém que a escala utilizada para pedir o pH não é linear.  Deste modo uma queda de 0.2 no valor do pH representa na realidade um aumento de 150% na acidez. Vejam a figura abaixo:

A escala do pH não é linear (Fonte: WHOI)

Quem tiver interesse em saber mais sobre "acidificação" dos oceanos, foi publicado um número especial da revista Oceanus só sobre o assunto (link - o acesso é livre)

Geo-Engenharia

Este mês de dezembro foi repleto de discussões sobre os efeitos do aquecimento global,  em virtude principalmente da COP15. Foi o tema dominante em jornais, televisões e na blogosfera. O que me chamou atenção entretanto foram os comentários de 02 pesquisadores americanos Erle C. Ellis e Peter Hall (Eos, Vol. 90, No. 49, 8 dezembro 2009 - Earth Science in the Anthropocene: New Epoch, New Paradigm, New Responsibilities): as atividades humanas e as tecnologias exerceram uma influência tão grande no planeta que ultrapassaram aquele ponto em que não representam apenas uma mera interferência nos processos naturais. O sistema humano (a Antroposfera - Human System) emergiu assim como um dos principais sistemas terrestres (Earth Systems). Entender a natureza não é mais o bastante. Torna-se necessário agora entender também como o sistema humano funciona e como ele interage com e controla os outros sistemas terrestres. Focar apenas nos sistemas "naturais" sem a presença do Homem tornou-se uma abordagem obsoleta. Os sistemas humanos introduziram uma série de processos inteiramente novos aos sistemas terrestres tais como a extração e a queima de combustíveis fósseis, além de direcionar a evolução de espécies incapazes de se reproduzir sem a ajuda humana, incluindo ainda a irrigação e a introdução de nutrientes nos solos. Será que este quadro tem condição de ser revertido? Dificilmente, principalmente considerando-se o aumento da população (9,2 bilhões de pessoas em 2050).

Surge agora um novo conceito, a Geo-Engenharia, um termo para designar "a manipulação em larga escala do ambiente pelo homem de modo a produzir uma mudança ambiental, particularmente para contrabalançar efeitos indesejáveis de outras atividades humanas" (siga este link para mais detalhes sobre Geo-Engenharia).

Geo-Engenharia - "a manipulação em larga escala do ambiente pelo homem de modo a produzir uma mudança ambiental, particularmente para contrabalançar efeitos indesejáveis de outras atividades humanas". Fonte: http://www.etcgroup.org/en/node/4966

Representação esquemática de algumas propostas de geo-engenharia para diminuição do CO2 na atmosfera (Fonte: Nature 409, 417-421 (18 janeiro 2001) | doi:10.1038/35053203: Earth systems engineering and management)

Embora o termo tenha sido utilizado com mais freqüência no contexto das mudanças climáticas, creio que pode ser aplicado a várias outras situações, como mostram os exemplos abaixo.

Proposta de criação artificial  de 02 novos sub-deltas do Mississippi, laterais ao canal principal do rio, por meio do rompimento controlado dos diques marginais, em Breton sound e Barataria bay. Objetivo: fazer frente à perda de áreas no delta, devido à subida do nivel do mar e a compactação dos sedimentos. (Fonte: EOS, TRANSACTIONS, AMERICAN GEOPHYSICAL UNION. VOLUME 90 (42): 373–374. Is It Feasible to Build New Land in the Mississippi River Delta? W. Kim, D. Mohrig, R. Twilley, C. Paola, e G. Parker. 2009).

Projeto de Magnus Larsson que deseja transformar dunas do deserto africano em estruturas habitáveis utilizando apenas areia e bacterias (Bacillus pasteurii) para solidifica-las. Veja este link para maiores detalhes

Uma palestra do próprio Larsson, apresentando detalhes do seu projeto pode ser acompanhada abaixo:

Isto sem falar nos mega-projetos de restauração de praias, ou de grandes aterros hidráulicos como os de Dubai. Ou até mesmo paises como a Holanda, que praticamente foram conquistados ao mar (7.000 km2, ou 1/5 do país resultam de intervenções de engenharia).

Ilhas artificiais em Dubai Fonte:http://tech.groups.yahoo.com/group/TheCivilEngineer/message/9253)

Como já observava Bill McKibben no seu famoso livro "End of Nature": "Nós viviamos em um mundo que achavamos feito para nós, porém agora nós é que construimos aquele mundo".


As escrituras afinal estavam certas: "E disse Deus: Façamos o homem à nossa imagem, conforme a nossa semelhança; domine ele sobre os peixes do mar, sobre as aves do céu, sobre os animais domésticos, e sobre toda a terra, e sobre todo réptil que se arrasta sobre a terra. Criou, pois, Deus o homem à sua imagem; à imagem de Deus o criou; homem e mulher os criou. Então Deus os abençoou e lhes disse: Frutificai e multiplicai-vos; enchei a terra e sujeitai-a; dominai sobre os peixes do mar, sobre as aves do céu e sobre todos os animais que se arrastam sobre a terra". 


Cumprimos as ordens divinas, enchemos o planeta e o sujeitamos.


Feliz Ano Novo a todos os que tem acompanhado o Blog.

Osteoporose Coralina - Recifes em Crise

A semana que passou tive a oportunidade de ler uma livro muito interessante: A Reef in Time de J.E.N. Veron

Embora o tema principal do livro seja a Grande Barreira de Recifes (GBR) do Leste da Austrália, o livro faz um apanhado da evolução dos recifes no tempo geológico, os principais eventos de extinção no passado geológico, o aquecimento global e o futuro dos recifes de coral. Para mim este livro foi muito esclarecedor e eu apresento abaixo os 10 fatos principais sobre corais e recifes que todos aqueles interessados no assunto devem saber:

1. Corais crescem em qualquer local que suas larvas possam alcançar, desde que o ambiente quando da sua chegada, seja minimamente adequado ao seu crescimento. De outro lado, Recifes de Coral, para se desenvolverem, necessitam de condições ambientais muito mais restritivas que os corais individualmente. Ou seja existem corais zooxantelados que crescem em ambientes que não favorecem o desenvolvimento de Recifes de Coral. O limite de temperatura inferior para o desenvolvimento de recifes é 18C, entretanto aproximadamente metade de todas as espécies de coral toleram exposição prolongada a temperaturas de até 14C. É portanto importante fazer uma distinção entre comunidade de corais e recifes de corais.

Recife de Coral (Fonte: BloggersBase)

2. Corais são incapazes de construir recifes por conta própria. A cimentação dos esqueletos dos corais para formar rocha sólida é um trabalho desempenhado pelas algas coralinas.

3. De uma maneira geral o metabolismo dos corais (fotossíntese das zooxantelas e calcificação) aumenta com o aumento da temperatura (na GBR a temperatura ótima é 27C). Em temperaturas muito elevadas as zooxantelas começam a produzir quantidades de oxigênio que passam a ser tóxicas para os corais, que deste forma as expelem, causando branqueamento e comprometendo a sobrevivência dos mesmos. Embora os corais possam retirar alimento diretamente da água (zooplancton e nutrientes), a maioria dos corais quando mantidos em completa escuridão morrem após alguns meses.

Branqueamento

4. Embora corais individualmente possam crescer até 30cm em uma ano, as taxas máximas de crescimento de um recife situam-se em 60 cm por século.

5. A maior diversidade de corais em todo o mundo esta no Indo-Pacífico (quase 600 diferentes espécies de corais). Na Grande Barreira de Recifes este número cai para um máximo de 400 espécies. O Caribe que por volta de 30 milhões de anos atrás já foi o centro mundial da diversidade dos corais, agora só conta com cerca de 60 espécies. No Brasil, Atlântico Sul, o número de espécies cai para cerca de 20.

Fonte:  World Resources Institute 

6. Durante o Fanerozóico cinco eventos de extinção em massa afetaram o planeta (veja abaixo). cada evento de extinção em massa é seguido por um grande hiato ("reef gap") antes que os recifes se desenvolvam mais uma vez de maneira prolífica. Durante o Cretáceo, um tipo de molusco bivalve, os Rudistas, foram o principal construtor de recifes.

Principais Eventos de Extinção em Massa durante o Fanerozóico e periodos de crescimento prolífico de corais.

Rudistas - moluscos bivalves, principais construtores de recifes no Cretáceo (na realidade "meadows", devido aos seus contornos aplainados). Fonte: Schumann & Steuber 1997

7. Durante o Quaternário, as grandes oscilações do nível eustático do mar, causadas pelos avanços e recuos dos lençóis de gelo, expuseram as plataformas continentais de todo o mundo a condições sub-aéreas dezenas de vezes. A construção dos recifes de coral foi interrompida e os recifes em muito locais erodidos (veja o exemplo abaixo para Abrolhos). Os corais entretanto, pouco sofreram e apenas 10% das espécies de coral se extinguiram no período (últimos 2 milhões de anos).

O Banco de Abrolhos ficou completamente exposto a condições sub-aéreas durante o último máximo glacial

8. Dr. Veron acredita que o fator que em última instância foi responsável pelos eventos de extinção em massa mostrados acima, foi o aumento de CO2, que alterou a química dos aceanos. A argumentação é longa e não vou reproduzir aqui. O fato é que a grande extinção do K/T afetou igualmente tanto os corais zooxantelados quanto os azooanxantelados (veja o pequeno filme abaixo) que não precisam de luz e vivem em águas muito frias. Esta mudança na química dos oceanos está essencialmente relacionada à acidificação dos mesmos devido ao aumento dos níveis de CO2.

Corais de Águas Profundas - são azooxantelados, ou seja não vivem em simbiose com algas e não formam recifes, mas formam "mounds".

9. A dissolução do CO2 nos oceanos termina por diminuir o pH dos mesmos, dificultando primeiro a calcificação das algas coralinas, que cimentam os corais, pois estas são constituidas por calcita magnesiana. Em seguida dificultam a calcificação dos corais, que tem o esqueleto de aragonita, que assim ficam mais frágeis, facilitando a bio-erosão e o quebramento durante as tempestades. Estes dois aspectos terminam por comprometer irremediavelmente a capacidade dos corais de construirem recifes.

O CO2 combina-se com a água no oceano para produzir ácido carbônico. Este processo resulta na liberação de um próton (H+), que então combina-se com o ion carbonato (CO3). Isto diminui a concentração de carbonato na água do mar, dificultando a calcificação dos organismos. Fonte: O. Hoegh-Guldberg e colegas. 2007. Coral Reefs Under Rapid Climate Change and Ocean Acidification. Science 318 (5857)? 1737 - 1742

Mudanças na saturação da aragonita com o aumento do CO2 (ppm - números em branco no canto superior das figuras). O valor mínimo de saturação de aragonita necessário para os corais atuais é 3.25 (ou seja corais atualmente só crescem nas áreas em azul no mapa, onde os valores de saturação são superiores a 3.25). Observem que com o aumento da concentração de CO2, a saturação da aragonita diminui bastante, dificultando a calcificação dos esqueletos. Fonte: O. Hoegh-Guldberg e colegas. 2007. Coral Reefs Under Rapid Climate Change and Ocean Acidification. Science 318 (5857)? 1737 - 1742

10. Branqueamento (causado pelo aumento da temperatura) + Acidificação dos Oceanos (dificultando a calcificação dos organismos), constituem um prospecto sombrio para a sobrevivência dos recifes de coral. Níveis de CO2 atmosférico previstos para o ano de 2100 variam entre 700-950 ppm. Basta comparar com a figura acima para ver o que isto pode causar.  Ainda que após 2100, cessem todas as emissões, os oceanos permaneceram acidificados por alguns milhares de anos, até que a dissolução das rochas carbonáticas marinhas e o intemperismo das rochas no continente, reduzam este valores. Quando isto acontecer o dano já será permanente e pela primeira vez na história do planeta a aniquilação dos recifes tenha sido o resultado da atividade biológica de uma espécie, a nossa.

Recife Morto