Bomba Biológica e Exportação de Carbono

Ao fixar carbono na superfície e enviar uma fração dele para as profundezas, a vida marinha aciona uma bomba em escala planetária que mantém o dióxido de carbono atmosférico muito mais baixo do que seria de outra forma.

Definition

A bomba biológica é o conjunto de processos biológicos que transferem carbono orgânico do oceano superficial iluminado pelo sol para a profundidade, onde é armazenado longe da atmosfera; a exportação de carbono é o fluxo descendente dessa matéria orgânica para fora da camada superficial.

Scope

Este tópico abrange a produção e o afundamento de partículas orgânicas, os processos de exportação e remineralização através da coluna de água, a medição do fluxo de exportação de carbono, o papel da migração e agregação do zooplâncton, e os controles e a eficiência da bomba biológica e sua sensibilidade a um oceano em mudança.

Core questions

• Que fração da produção primária da superfície é exportada para o oceano profundo?
• Como a matéria orgânica em afundamento atenua com a profundidade através da remineralização?
• Que papéis a agregação de partículas e a migração do zooplâncton desempenham na exportação?
• Qual a eficiência da bomba biológica e como ela pode mudar com o aquecimento e a acidificação?

Key theories

Bombas de tecido mole e carbonato

O afundamento orgânico (tecido mole) diminui o carbono superficial e o dióxido de carbono atmosférico, enquanto a contrabomba de carbonato da formação de conchas o compensa parcialmente, e seu equilíbrio estabelece o controle biológico líquido sobre o carbono atmosférico.

Profundidade de exportação e remineralização

A maior parte da matéria orgânica exportada é consumida e respirada na coluna de água superior, então a profundidade na qual é remineralizada determina por quanto tempo o carbono é sequestrado da atmosfera.

Mechanisms

O fitoplâncton fixa carbono na superfície; uma porção afunda como agregados, pellets fecais e células mortas, e é ainda transportada para baixo por zooplâncton migrante. À medida que as partículas caem, bactérias e animais respiram a maior parte do carbono de volta à forma dissolvida em profundidades rasas, enquanto a pequena fração sobrevivente atinge o oceano profundo e os sedimentos, onde pode ser armazenada por séculos a milênios.

Clinical relevance

A bomba biológica é um importante controle do dióxido de carbono atmosférico e, portanto, do clima; compreendê-la e quantificá-la é central para projetar o sumidouro de carbono oceânico e para avaliar as estratégias propostas de remoção de dióxido de carbono marinho, como a fertilização oceânica.

History

O conceito se cristalizou na década de 1980, quando Volk e Hoffert distinguiram as bombas de solubilidade e biológicas do oceano e quantificaram seus papéis na mudança do dióxido de carbono glacial-interglacial, motivando décadas de medições de fluxo e o debate sobre a fertilização por ferro desencadeado por Martin.

Key figures

• Tyler Volk
• Wallace Broecker
• John Martin

Seminal works

• sarmientoGruber2006
• volkHoffert1985

Frequently asked questions

Por que é chamada de bomba?

Assim como uma bomba mecânica que move fluido contra um gradiente, a vida marinha move continuamente o carbono da superfície para o oceano profundo, mantendo uma diferença na concentração de carbono entre os dois que diminui o dióxido de carbono atmosférico.

A melhoria da bomba biológica poderia combater as mudanças climáticas?

Propostas como a fertilização do oceano com ferro visam impulsionar a exportação de carbono, mas a quantidade e a permanência do sequestro são incertas e existem riscos ecológicos, de modo que tais abordagens permanecem cientificamente contestadas.