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Tipo: Artigo de Periódico
Título: Spreading eutrophication and changing CO2 fluxes in the tropical coastal ocean: a few lessons from Rio de Janeiro
Título(s) alternativo(s): Propagação da eutrofização e mudanças nos fluxos de CO2 no oceano costeiro tropical: algumas lições do Rio de Janeiro
Autor(es): Abril, Gwenaël
Cotovicz Júnior, Luiz Carlos
Nepomuceno, Nepomuceno
Erbas, Thais
Costa, Suzan
Ramos, Vinicius V.
Moser, Gleyci
Fernandes, Alexandre
Negri, Eduardo
Knoppers, Bastiaan A.
Brandini, Nilva
Machado, Wilson
Bernardes, Marcelo
Vantrepotte, Vincent
Palavras-chave: Tropical coastal ecosystems;Cultural eutrophication;Marine dead zones;Ecossistemas costeiros tropicais;Eutrofização cultural;Zonas marinhas mortas
Data do documento: 2022
Instituição/Editor/Publicador: Arquivo de Ciências do Mar
Citação: ABRIL, Gwenaël; COTOVICZ JÚNIOR, Luiz C.; NEPOMUCENO, Aguinaldo; ERBAS, Thais; COSTA, Suzan; RAMOS, Vinicius V.; MOSER, Gleyci; FERNANDES, Alexandre; NEGRI, Eduardo; KNOPPERS, Bastiaan A.; BRANDINI, Nilva; MACHADO, Wilson; BERNARDES, Marcelo; VANTREPOTTE, Vincent Vantrepotte. Spreading eutrophication and changing CO2 fluxes in the tropical coastal ocean: a few lessons from Rio de Janeiro. Arquivo de Ciências do Mar, Fortaleza, v. 55, p. 461-476, 2022. Especial Labomar 60 anos.
Resumo: No Brasil e em muitos países tropicais, os grandes centros urbanos estão em crescimento na zona costeira, porém a cobertura das Estações de Tratamento de Esgoto ainda está muito longe do ideal. A eutrofização cultural não é somente uma ameaça ao oceano costeiro; a eutrofização é atualmente uma das maiores forçantes de processos biogeoquímicos e ecológicos. Ao longo da zona costeira do estado do Rio de Janeiro, baías e lagunas costeiras semienclausuradas mostram um padrão espaçotemoral muito claro de concentrações crescentes de clorofila a (Chl a), carbono orgânico, nutrientes em suas águas e sedimentos de regiões urbanizadas. Atuando como uma região tampão, os ecossistemas costeiros se tornaram altamente eutrofizados e o seu metabolismo autotrófico tem sido estimulado, criando fortes sumidouros de dióxido de carbono (CO2 ) da atmosfera. No presente trabalho, compilamos dados de fluxos de CO2 recentemente coletados em quatro ecossistemas marinhos costeiros do estado do Rio de Janeiro: a Baía de Guanabara e as lagunas de Araruama, Saquarema e Jacarepaguá. Observamos fontes intensas de CO2 para a atmosfera em áreas restritas nas proximidades de descargas de esgoto doméstico, onde predomina a degradação microbiana da matéria orgânica, e grandes sumidouros de CO2 em águas rasas e confinadas, salinas e hipersalinas, onde ocorrem florações de fitoplâncton. Também relatamos uma correlação entre a pressão parcial de CO2 nas águas e a concentração de Chl a nos quatro ecossistemas analisados. Os dados de satélite de toda a costa brasileira sugerem que o sumidouro de CO2 induzido pela eutrofização provavelmente ocorre em muitos outros ecossistemas costeiros, incluindo baías, lagunas e águas de plataforma continental e pode contribuir com um estoque adicional de carbono azul. Parte do carbono orgânico adicional é armazenada nos sedimentos e parte é exportada para o oceano costeiro adjacente. No entanto, esse carbono azul adicional tem impactos ambientais dramáticos, pois evoluiria em direção à formação de zonas marinhas mortas e poderia contribuir para a produção de metano (CH4 ), um gás de efeito estufa mais poderoso. Enfatizamos a necessidade urgente de pesquisas multidisciplinares para promover simultaneamente o armazenamento de carbono atmosférico e a preservação da biodiversidade e dos bens socioeconômicos no oceano costeiro tropical eutrofizado.
Abstract: In Brazil and in many other tropical countries, large urban cities and populations are still growing on the coast and coverage in terms of sewage treatments is far from desirable. Cultural eutrophication is not solely a threat for the coastal ocean; it is now acting as one of its major biogeochemical and ecological driver. Along the littoral of the state of Rio de Janeiro, semi-enclosed marine bays and lagoons show clear spatial and temporal pattern of increasing concentrations of chlorophyll a (Chl a), organic carbon, and nutrients in their waters and sediments in urbanized regions. Acting as a buffer, the nearshore ecosystems have turned highly eutrophic and their autotrophic metabolism has been enhanced creating strong carbon dioxide (CO2 ) sinks. We compile here data of CO2 fluxes recently gathered in four coastal marine ecosystems in the state of Rio de Janeiro: the Guanabara Bay and the Araruama, Saquarema and Jacarepagua lagoons. We observed intense CO2 sources in restricted areas at the vicinity of sewage loads, where microbial degradation of organic matter predominates, and large CO2 sinks in confined and nearshore brackish, marine and hypersaline waters, where phytoplankton blooms occur. We also report a correlation across the four ecosystems between the partial pressure of CO2 in waters and the Chl a concentration. Chl a satellite data all along the Brazilian coast suggest that the CO2 sink induced by eutrophication probably occurs in many coastal ecosystems including bays, lagoon and shelf waters, and could contribute to an additional blue carbon. Part of the additional organic carbon is stored in sediments, and part is exported offshore. However, this additional blue carbon has dramatic environment impacts as it would evolve toward the formation of marine dead zones, and could contribute to a production of methane (CH4) a more powerful greenhouse gas. We emphasize an urgent need for multidisciplinary research to promote simultaneously the storage of atmospheric carbon, and the preservation of biodiversity and socio-economic goods in the eutrophic tropical coastal ocean.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64985
ISSN: 0374-5686
2526-7639 (Online)
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