Caracterização do carbono inorgânico dissolvido na região pelágica do atlântico sul : a elevação do Rio Grande

Abstract

Montes submarinos interagem com a circulação local afetando a distribuição vertical de importantes solutos como nutrientes, parâmetros do sistema carbonato e oxigênio, promovendo diversas alterações na biogeoquímica local. Entretanto, a compreensão do impacto de montes submarinos sobre o sistema carbonato local ainda é insipiente. Este trabalho investiga estes efeitos impostos pela Elevação do Rio Grande, um monte submarino intermediário (atinge a base da picnoclina permanente, mas não a zona eufótica) com topografia complexa. A hidrologia vertical e a distribuição de propriedades físicas e químicas são estudadas em três campanhas oceanográficas sobre a Elevação do Rio Grande em 2018 e 2020, as quais geraram dois desenhos amostrais discutidos em dois capítulos separadamente. Os resultados mostram que mudanças da estrutura hidrológica e das propriedades biogeoquímicas da coluna d’água do fortemente estratificado Oceano Atlântico Sul estão claramente associadas com a presença desta proeminência topográfica complexa, principalmente nos entornos de seus picos alongados e rifte. As perturbações rasas da estrutura termohalina observadas aparentam serem causadas por ondas internas geradas localmente. Soerguimentos de águas em profundidade seguindo as cristas das ondas internas transportam águas ricas em CO2 para a subsuperfície e superfície. Este processo afeta a dinâmica de CO2 da interface oceano-atmosfera. São mostrados sinais de ressurgência de águas de subsuperfície nas imediações dos picos da Elevação do Rio Grande, as quais são suficientemente ricas em CO2 para mudar o caráter de águas superficiais de sumidouro para fonte de CO2 para a atmosfera. Ademais, uma célula de circulação fechada similar a um cone de Taylor foi detectada próximo a um dos picos, estendendo-se até a base da picnoclina permanente. Devido à proximidade desta perturbação hidrodinâmica com o fundo do pico, nós hipotetizamos que a resuspensão e retenção de materiais de fundo dentro da célula de circulação fechada promove condições favoráveis para um consumo de alcalinidade total via nitrificação e consequente enfraquecimento da capacidade de tamponamento da água. Além disso, considerando os soerguimentos claros de isopicnas e padrões de circulação opostos indicativos do desenvolvimento de um cone de Taylor, estas alterações biogeoquímicas podem estar sujeitas a ser introduzidas na base da picnoclina via advecção vertical e mistura diapicnal, com possíveis mudanças para a remineralização da matéria orgânica comumente retida nestes níveis. Por fim, a canalização da corrosiva Água Profunda Circumpolar Superior através do rifte principal da Elevação do Rio Grande a profundidades de aproximadamente 1500 m representa um possível importante papel para a biogeoquímica profunda local. A exposição de sedimentos calcáreos de fundo a estas águas acelera a reciclagem de carbono do fundo, atuando como uma fonte adicional de carbono para as águas profundas do Oceano Atlântico Sul. Nós propomos que a Elevação do Rio Grande pode representar papel importante na compreensão da troca de carbono entre os diversos compartimentos do Oceano Atlântico Sul. Isto, aliado à grande complexidade ambiental da região, evidencia a necessidade de realização de mais estudos para investigar os processos aqui descritos.