As diatomáceas, algas unicelulares com conchas vítreas ornamentadas, são frequentemente admiradas por sua beleza estonteante. Estas algas desempenham um papel vital na química e na ecologia dos oceanos, contribuindo para a regulação do clima e para as cadeias alimentares marinhas enquanto estão vivas. Agora, uma nova investigação revela que o seu impacto continua muito depois de morrerem, remodelando rapidamente a química dos oceanos e influenciando potencialmente o clima da Terra de formas anteriormente subestimadas.
A velocidade inesperada do intemperismo reverso
Uma equipe de cientistas da Georgia Tech descobriu que os esqueletos à base de sílica das diatomáceas se transformam em minerais argilosos com uma rapidez surpreendente – em apenas 40 dias. Anteriormente, os cientistas acreditavam que este processo, conhecido como intemperismo, demorava centenas a milhares de anos. As descobertas, publicadas na Science Advances, destacam o papel dinâmico que estes organismos microscópicos desempenham na regulação do clima do planeta.
Do vidro à argila: uma transformação química
Quando uma diatomácea morre, a maior parte do seu esqueleto de sílica se dissolve. No entanto, a sílica restante pode sofrer intemperismo – um processo que a transforma em novos minerais argilosos contendo vestígios de metais. Este processo também libera carbono anteriormente sequestrado de volta à atmosfera à medida que os sedimentos reagem com a água do mar. Esta interação entre silício, carbono e metais vestigiais influencia significativamente a química dos oceanos e ajuda a estabilizar o clima da Terra ao longo do tempo.
Recriando as condições do fundo do mar no laboratório
Para compreender como e com que rapidez ocorre o intemperismo reverso, os pesquisadores construíram um reator especializado de duas câmaras, simulando as condições do fundo do mar. Uma câmara continha sílica de diatomáceas, enquanto a outra continha minerais de ferro e alumínio, separados por uma membrana que permitia a mistura dos elementos dissolvidos. Utilizando microscopia avançada, espectroscopia e análise química, a equipe acompanhou a transformação completa desde a dissolução da casca de diatomáceas até a nova formação de argila.
Os resultados foram surpreendentes: em apenas 40 dias, a sílica das diatomáceas transformou-se em minerais argilosos ricos em ferro – os mesmos minerais encontrados em sedimentos marinhos. Isto demonstra que o intemperismo reverso não é um processo lento e de fundo, mas um componente ativo da química moderna dos oceanos, influenciando a disponibilidade de sílica, os níveis de dióxido de carbono e a reciclagem de nutrientes.
Implicações para modelagem climática e ecossistemas oceânicos
“Foi notável ver a rapidez com que os esqueletos de diatomáceas podiam transformar-se em minerais completamente novos e decifrar os mecanismos por detrás deste processo”, disse Simin Zhao, o primeiro autor do estudo.
A rápida transformação das diatomáceas tem implicações de longo alcance. Isto sugere que a química dos oceanos é mais dinâmica e potencialmente mais responsiva às mudanças ambientais modernas do que se pensava anteriormente. As descobertas também abordam um mistério de longa data: os cientistas sabem que mais sílica entra no oceano do que é enterrada, e esta investigação sugere que grande parte dela é convertida em novos minerais através do rápido desgaste inverso.
“As diatomáceas são fundamentais para os ecossistemas marinhos e para a bomba global de carbono”, explicou Jeffrey Krause, coautor e oceanógrafo. “Já sabíamos da sua importância enquanto vivíamos. Agora sabemos que, mesmo depois de morrerem, os restos das diatomáceas continuam a moldar a química dos oceanos de formas que afectam o ciclo de carbono e nutrientes – uma verdadeira mudança de jogo.”
Pesquisas futuras e um lembrete da ciência básica
A pesquisa da equipe orientará os modeladores climáticos que estudam o papel dos oceanos na regulação do carbono atmosférico, bem como melhorarão os modelos de alcalinidade dos oceanos e acidificação costeira. Os próximos passos envolvem explorar como fatores como a química da água impactam essas transformações e examinar amostras de ambientes costeiros e de águas profundas para ver como essas descobertas laboratoriais se traduzem no mundo natural.
“Este estudo muda a forma como os cientistas pensam sobre o fundo do mar, não como um cemitério passivo, mas como um motor químico dinâmico”, disse Yuanzhi Tang, autor sênior do estudo.
A investigação serve como um poderoso lembrete da importância da investigação científica básica e destaca como os processos à escala molecular dentro de pequenos organismos podem ter impactos profundos nos sistemas da Terra.
