Globalmente, as temperaturas estão subindo de forma constante, inclusive no Mar do Norte. Mas não se trata apenas do aquecimento gradual; ondas de calor cada vez mais frequentes e repentinas também estão tendo consequências dramáticas para os organismos na Baía Alemã. Pesquisadores da Estação Biológica de Helgoland, do Instituto Alfred Wegener, quantificaram a frequência e a intensidade das ondas de calor e seus efeitos sobre o plâncton. Sua conclusão: o aquecimento gradual está causando mudanças significativas na composição das espécies. Quando as ondas de calor se somam a esse cenário, elas alteram o resultado em detrimento da maioria dos grupos.
A elevação do nível do mar, a introdução de inúmeras espécies novas e um aquecimento de 1,9 graus Celsius desde 1962 fazem com que o Mar do Norte esteja passando por mudanças mais drásticas do que em milênios. No entanto, a longa escala temporal das mudanças climáticas, sob a perspectiva humana, muitas vezes cria a impressão de que essas mudanças ocorrem de forma lenta e gradual, talvez não tão drásticas, porque muitos organismos conseguem se adaptar ao longo do tempo. "Contudo, falta uma peça crucial nesse quebra-cabeça", afirma o Dr. Cédric Meunier. "E essa peça são as ondas de calor marinhas."
Cédric Meunier pesquisa a ecologia dos sistemas marinhos da plataforma continental no Instituto Biológico de Helgoland (BAH), que faz parte do Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para Pesquisa Polar e Marinha (AWI), desde 1998. Juntamente com pesquisadores de diversas áreas, ele tem analisado mais de perto as ondas de calor sob a superfície do mar.
Durante uma onda de calor, a temperatura da água — geralmente como consequência de uma onda de calor atmosférica anterior — sobe repentinamente e permanece significativamente acima da média por vários dias. Os pesquisadores queriam saber quais os efeitos disso sobre os organismos. Para tanto, analisaram dados históricos de medições, examinaram a frequência e a intensidade das ondas de calor desde as últimas décadas até o presente e simularam o ecossistema do Mar do Norte no futuro. Publicaram suas descobertas em dois artigos científicos (um sobre o passado e outro sobre o presente). O terceiro artigo, recém-publicado, completa o estudo geral sobre ondas de calor, projetando-se para o futuro.
A análise retrospectiva foi possível graças a uma das séries de dados de longo prazo mais importantes do mundo. Graças ao trabalho de inúmeros pesquisadores em Heligolândia, o impacto das mudanças climáticas no ecossistema do Mar do Norte tem sido continuamente documentado na série de medições das estradas de Heligolândia desde 1962. A análise dos dados de temperatura pela equipe liderada pelo ecologista Dr. Luis Gimenez revelou que as ondas de calor marinhas na Baía Alemã tornaram-se cada vez mais frequentes e duradouras ao longo das décadas. Elas ocorrem com maior frequência no final do verão, quando as temperaturas médias anuais também atingem seus valores mais altos.
Outro estudo mostrou que as ondas de calor tiveram efeitos claramente mensuráveis sobre os organismos no passado. "Descobrimos que o zooplâncton de tamanho médio, que inclui copépodes, entre outras coisas , muda significativamente como resultado de curtos períodos de altas temperaturas", explica a cientista Margot Deschamps, do BAH. "Alguns grupos foram dizimados, pelo menos temporariamente, após uma onda de calor, enquanto outros aparentemente até se beneficiaram e se tornaram mais abundantes."
Em seu terceiro artigo de pesquisa, agora publicado na revista Limnology and Oceanography, a equipe de pesquisadores vislumbra o futuro. Para isso, utilizaram uma das instalações de mesocosmos mais avançadas do mundo, na Estação do Mar de Wadden do Instituto Australiano de Pesquisa Marinha (AWI), em Sylt. Cada um dos 30 tanques cilíndricos (mesocosmos) tem 85 centímetros de altura, 170 centímetros de largura e comporta 1.800 litros de água do mar. Ao manipular com precisão a temperatura, o pH e o teor de nutrientes da água, os pesquisadores conseguem simular as condições do mundo de amanhã, enviando o mesocosmo, juntamente com o plâncton que nele habita, para o futuro como uma máquina do tempo.
No experimento, a equipe expôs os habitantes do Mar do Norte às condições atuais e, para comparação, às condições descritas pelo IPCC em seu cenário "business-as-usual" RCP 8.5 para o ano de 2100. Nesse cenário, as emissões globais de CO2 continuarão a aumentar para 30 gigatoneladas até 2100, levando a um aquecimento global de aproximadamente 4°C. Tanto a abordagem atual quanto a do cenário "business-as-usual" RCP 8.5 foram conduzidas com e sem uma onda de calor que aqueceu a água em 2 graus Celsius acima da média por cinco dias.
“Os resultados mostraram que as mudanças climáticas estão causando alterações em muitos níveis da comunidade planctônica, que são ainda mais intensificadas ou modificadas pelas ondas de calor”, explica Cédric Meunier. “Certos grupos de bactérias se beneficiam das mudanças ambientais, incluindo algumas bactérias do gênero Vibrio , que também são potencialmente perigosas para os humanos .” Embora a biomassa total do fitoplâncton permaneça constante, a composição das espécies se altera em favor de espécies menores no cenário RCP 8.5. Durante ondas de calor adicionais, os fitoflagelados e os cocolitóforos, que possuem placas calcárias, são particularmente beneficiados. O zooplâncton sofre alterações ainda mais acentuadas. Em particular, observamos uma diminuição na biomassa total do mesozooplâncton de tamanho médio em condições mais quentes. Durante ondas de calor adicionais, a molécula bioluminescente marinha Noctiluca scintillans é especialmente afetada .”
Em conjunto, os três estudos de pesquisa deixam claro: o aumento contínuo das temperaturas globais está alterando drasticamente a comunidade de plâncton do Mar do Norte. No entanto, focar apenas nas temperaturas médias é insuficiente para previsões futuras. Eventos de curto prazo, como ondas de calor, também amplificam e modificam esses efeitos. "Portanto, é importante ficar de olho não apenas nas tendências climáticas de longo prazo, mas também em eventos de curto prazo, como ondas de calor", afirma Cédric Meunier. "Porque os efeitos das ondas de calor marinhas alteram significativamente a base da cadeia alimentar. E isso também pode ter consequências para níveis tróficos superiores, como os peixes."
publicações originais
Luis Giménez, Maarten Boersma e Karen H. Wiltshire: Uma abordagem de linha de base múltipla para ondas de calor marinhas ; Limnologia e Oceanografia (2024). DOI: 10.1002/lno.12521
Margot Deschamps, Maarten Boersma, Luis Giménez: Respostas da comunidade de mesozooplâncton às ondas de calor marinhas: Desafios e soluções com base em uma série temporal de longo prazo ; Journal of Animal Ecology (2024). DOI: 10.1111/1365-2656.14165
Cédric L. Meunier, Jose?n Schmidt, Antonia Ahme, Areti Balconi, Katharina Berg, Lea Blum, Maarten Boersma, Jan D. Brüwer, Bernhard M. Fuchs, Luis Gimenez, Maïté Guignard, Ruben Schulte-Hillen, Bernd Krock, Johannes Rick, Herwig Stibor, Maria Stockenreiter, Simon Tulatz, Felix Weber, Antje Wichels, Karen Helen Wiltshire, Sylke Wohlrab, Inga V. Kirstein: Comunidades de plâncton hoje e amanhã – impactos de múltiplos impulsionadores de mudanças globais e ondas de calor marinhas em um experimento de mesocosmo ; Limnologia e Oceanografia (2025). DOI: 10.1002/lno.70042
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