Parte do oceano global, o Atlântico Norte liga intimamente a atmosfera e a bio-geosfera, desempenhando um papel importante no clima, vida e economia.
A circulação do oceano é crucial na moderação do clima da Europa Ocidental. Ela também facilita o ciclo global do carbono, já que a formação de águas profundas no Atlântico Norte é responsável pela remoção de grandes quantidades de CO2 da atmosfera. As margens do oceano são o lar de ecossistemas prósperos.
No entanto, cada vez mais o Atlântico Norte está ameaçado pelas actividades humanas. Isto coloca um dos principais desafios que nossa sociedade enfrenta nas próximas décadas.
Pesquisa da circulação oceânica
O Atlântico Norte fornece um elo crítico na circulação oceânica global, com águas superficiais locais afundando e formando a esteira oceânica profunda.
NIOZ hospeda uma rede oceânica observacional para estudar a formação de águas profundas. Isto inclui uma série de amarrações no Mar de Irminger entre a ponta sul da Gronelândia e a Islândia.
Nesta área, a convecção invernal da água de superfície arrefecida para camadas mais profundas tem mostrado ajudar a criar mistura vertical e transporte de calor no oceano. Mudanças na circulação também afetam os constituintes dissolvidos e indiretamente os organismos que vivem nessas massas de água.
Produtividade da superfície do oceano
No Atlântico Nordeste, existe um gradiente geográfico Sul-Norte, desde um sistema forte e permanentemente estratificado nos (sub)trópicos até um sistema estratificado sazonalmente nas regiões temperadas. Este gradiente fornece um sistema ideal para investigar como a produtividade e composição das comunidades microbianas são afetadas.
Modelos climáticos do Oceano prevêem o aumento da estratificação, aumentando a limitação de nutrientes e, conseqüentemente, uma mudança da comunidade fitoplanctônica para espécies menores. Espera-se uma redução da produtividade primária e mudanças nas quotas de pastagem por zooplâncton e lise viral para perda de fitoplâncton. Se o pastoreio ou a lise viral é o factor de perda dominante determinará o fluxo de carbono e nutrientes através da teia alimentar, quer para os níveis tróficos mais elevados (pastoreio), quer para a matéria orgânica dissolvida e aumento da actividade da lise microbiana (lise viral).
Resultados preliminares da pesquisa NIOZ mostram que em geral a lise viral e o pastoreio são igualmente importantes. Entretanto, a proporção de lise viral aumentou com a estratificação em direção aos subtrópicos, indicativo de um sistema mais regenerativo. Espera-se que esta situação se expanda para mais latitudes norte quando a estratificação aumentar devido ao aquecimento da camada superficial do oceano. Por sua vez, isto também terá consequências para os ecossistemas de águas profundas.
Ecossistemas de profundidade do mar
Em contraste com a crença comum, as partes mais profundas do Atlântico Norte são o lar de ecossistemas únicos e prósperos, incluindo recifes de corais de águas frias, solos esponjosos e comunidades de ventos hidrotermais.
EstudosNIOZ mostram estes ecossistemas prosperando a grandes profundidades no oceano escuro e frio, onde o abastecimento alimentar é limitado.
Os ecossistemas de águas profundas não são apenas caracterizados por alta biodiversidade e biomassa, fornecendo habitats para uma vasta gama de invertebrados e peixes, mas também formam hotspots de mineralização de carbono. Corais de água fria e esponjas constroem sistemas de recifes tão grandes como os recifes tropicais. Exclusivamente, eles vivem sem luz e dependem para o seu abastecimento alimentar da produtividade primária no oceano de superfície.
Química do Oceano
A circulação do Oceano também determina a disponibilidade de nutrientes na camada superficial, e consequentemente a produtividade biológica. A vida oceânica depende da prevalência de nutrientes e metais vestigiais, que influenciam o funcionamento de ecossistemas inteiros.
NIOZ participa em grandes projectos no Atlântico Norte como o GEOTRACES, cujo objectivo é identificar processos e quantificar fluxos que controlam a distribuição de elementos vestigiais e isótopos chave no oceano. O sistema de amostragem de água ultra-limpa PRISTINE foi desenvolvido em estreita cooperação com o nosso departamento NMF para permitir aos cientistas medir as concentrações ultra baixas de metais vestigiais que ocorrem em muitas áreas dos oceanos.
Rios e gelo marinho derretido podem enriquecer o oceano com nutrientes e metais vestigiais. A poeira do Saara transportada por grandes distâncias através da atmosfera com os ventos alísios marítimos é também um fertilizante potencial do oceano. NIOZ traça poeira originária do deserto do Saara através de todo o Oceano Atlântico, com um conjunto transatlântico de equipamentos amarrados.
Palaeoceanografia
NIOZ também trabalha na análise de núcleos de sedimentos do mar profundo para reconstruir o passado geológico.
Hoje em dia as partes mais profundas dos nossos oceanos contêm oxigénio suficiente para suportar uma grande diversidade de animais de grande porte. Mas no passado isto foi diferente, quando prevaleceram condições semelhantes às do Mar Negro, com uma camada de água de fundo anaeróbica generalizada. O que causou tais pontos de ruptura e que consequências isso teve nos níveis de CO2 atmosférico e no clima?
Em escalas de tempo glacial-interglaciais o Atlântico Norte desempenhou um papel importante como modulador da mudança climática pelas diferenças no transporte de calor e na formação de águas profundas. Estudos em arquivos de alta resolução do último período glacial mostraram que mudanças rápidas na circulação do Atlântico Norte afetaram o clima globalmente.