Acidificação do Oceano

A Química por Baixo da Superfície

CO₂, Ácido Carbónico e o Declínio do pH

Quando o CO₂ atmosférico se dissolve na água do mar, reage com as moléculas de água para formar ácido carbónico (H₂CO₃). O ácido carbónico dissocia-se rapidamente em bicarbonato (HCO₃⁻) e iões de hidrogénio (H⁺), e depois em carbonato (CO₃²⁻) e H⁺ adicionais. O efeito líquido do CO₂ atmosférico elevado é duplo: a concentração de iões de hidrogénio aumenta (diminuindo o pH) e a concentração de iões de carbonato diminui. Feely et al. [1] mapearam este processo globalmente usando dados de levantamento oceânico do World Ocean Circulation Experiment e descobriram que o horizonte de saturação de aragonite — a profundidade abaixo da qual a água do mar é corrosiva para a aragonite — tornou-se visivelmente menos profundo tanto no Atlântico quanto no Pacífico desde os tempos pré-industriais.

Saturação de Aragonite: A Métrica Chave para os Mergulhadores de Recifes

O estado de saturação de aragonite (Ωarag) é definido como a razão do produto iónico [Ca²⁺][CO₃²⁻] na água do mar para o produto de solubilidade da aragonite. Quando Ωarag > 1, a água do mar está supersaturada e os corais podem construir esqueletos. Quando Ωarag < 1, a aragonite dissolve-se espontaneamente. As águas superficiais tropicais pré-industriais tinham valores de Ωarag de aproximadamente 3,5; os valores atuais rondam os 2,8 em regiões de recifes tropicais e estão a diminuir aproximadamente 0,1–0,2 unidades por década sob as atuais trajetórias de emissões [2]. Ricke et al. [4] modelaram futuros estados de saturação de aragonite usando projeções de modelos do sistema terrestre e descobriram que, sob o RCP8.5, a maioria das localizações de recifes de coral experimentará Ωarag < 2 antes de meados do século — um limiar no qual as taxas de calcificação em muitas espécies de coral declinam precipitadamente.

Calcificadores na Zona de Fogo

Corais Formadores de Recifes

Corais hermatípicos (zooxantelados) são os arquitetos dos recifes tropicais, e estão entre os calcificadores marinhos mais sensíveis ao pH. Estudos em laboratório e mesocosmo têm mostrado consistentemente que as taxas de calcificação de coral diminuem de 10–40% por cada 0,1 unidade de diminuição do pH, dependendo da espécie e do histórico térmico. Hoegh-Guldberg et al. [3] sintetizaram múltiplas linhas de evidência para concluir que em concentrações atmosféricas de CO₂ acima de 500 ppm, as taxas de erosão dos recifes excederiam a acreção na maioria dos trópicos, mudando fundamentalmente os recifes de produtores líquidos de carbonato de cálcio para perdedores líquidos. Para os mergulhadores, isto manifesta-se como recifes com complexidade topográfica reduzida, menos estruturas salientes e cobertura de coral diminuída — uma degradação das próprias características arquitetónicas que tornam o mergulho em recifes visualmente extraordinário.

Equinodermos, Moluscos e Pterópodes

A acidificação do oceano afeta muito mais do que os corais. Os ouriços-do-mar (herbívoros críticos dos recifes que controlam o crescimento excessivo de algas) mostram deformações esqueléticas e resposta reduzida ao endireitar-se em valores de pH projetados para dentro de décadas. Os pterópodes — caracóis marinhos de natação livre, muitas vezes chamados de borboletas do mar, que formam densos enxames consumidos por salmões, arenques, baleias e aves marinhas — mostram dissolução da concha em valores de pH já observados sazonalmente em partes do Oceano Antártico e zonas de ressurgência na costa do Pacífico dos EUA [2]. Orr et al. [2] projetaram que as águas superficiais do Oceano Antártico poderiam tornar-se subsaturadas para aragonite até 2050 sob emissões de "business-as-usual", ameaçando diretamente as populações de pterópodes que sustentam as teias alimentares polares e subpolares. Para os mergulhadores em destinos de águas temperadas e frias, isto prevê teias alimentares reestruturadas: menos espécies de nível intermédio que atraem megafauna pelágica.

Corais de Águas Frias e de Profundidade

Os corais de águas frias formam espetaculares estruturas de recifes tridimensionais a profundidades de 200 a 2.000 m, proporcionando um habitat essencial para uma diversidade desproporcional de espécies de águas profundas. Como a água fria retém mais CO₂, os habitats de corais de águas frias estão a acidificar mais rapidamente do que os seus homólogos tropicais. Orr et al. [2] mostraram que as águas corrosivas para a aragonite já estão presentes nas faixas de profundidade de muitos recifes de *Lophelia pertusa* no Atlântico Norte, e que até meados do século essas águas subsaturadas se tornarão menos profundas nas zonas onde as estruturas de corais de águas frias atualmente prosperam. Sweetman et al. [6] calcularam que até 70% dos habitats globais de corais de águas frias e profundas poderiam ser expostos a condições corrosivas até 2100 sob cenários de altas emissões.

Se o CO₂ atmosférico for estabilizado em 500 ppm, os recifes de coral estarão em uma posição marginal; em 600 ppm, as condições serão letais para a maioria dos corais formadores de recifes.

— Hoegh-Guldberg et al., Science, 2007 [3]

IPCC AR6: As Projeções que os Mergulhadores Não Podem Ignorar

O Relatório de Avaliação do IPCC Grupo de Trabalho I (2021) sintetizou as projeções de 18 modelos do sistema terrestre do CMIP6 [5]. Sob o cenário intermédio SSP2-4.5, o pH da superfície do oceano é projetado para diminuir em aproximadamente 0,2 unidades até 2100, atingindo valores vistos pela última vez na época do Plioceno, há cerca de 3 milhões de anos. Sob a trajetória de altas emissões SSP5-8.5, são projetadas diminuições de pH de 0,3–0,4 unidades — condições oceânicas sem análogas na história da evolução dos corais formadores de recifes modernos. Kwiatkowski et al. [7] demonstraram usando modelos CMIP6 que o pH superficial tropical diminuirá abaixo de 7,95 sob SSP5-8.5, um nível no qual a maioria dos sistemas de recifes tropicais cessa a calcificação líquida. Crucialmente, estas projeções não consideram a interação sinérgica com o aquecimento oceânico: o branqueamento térmico e a acidificação atuam simultaneamente nos mesmos organismos, e o seu efeito combinado é mais prejudicial do que qualquer um dos estressores sozinho [3].

Vencedores e Perdedores Biológicos sob Acidificação

• Perdedores — construtores de aragonite: corais Acropora, Porites, Orbicella; pterópodes; ouriços-do-mar; larvas de bivalves; peixes juvenis com disrupção otolítica (pedra do ouvido).
• Perdedores — construtores de calcite (modestamente impactados): algas coralinas, briozoários incrustantes — ainda afetados, mas mais resistentes do que os construtores de aragonite.
• Aparentes vencedores — não calcificadores: Algumas macroalgas e cianobactérias carnudas podem expandir-se à medida que a cobertura de corais diminui, acelerando as mudanças de fase para recifes dominados por algas.
• Depende do contexto: Algumas espécies de peixes mostram disrupção comportamental (redução da evasão de predadores, alterações olfativas) em concentrações elevadas de CO₂ projetadas para o final do século.

O Que os Mergulhadores Observam: O Colapso Lento dos Recifes

A acidificação do oceano não produz o espetáculo dramático e repentino do branqueamento em massa. A sua assinatura é mais subtil e cumulativa: complexidade estrutural reduzida à medida que a estrutura de carbonato se dissolve mais rápido do que é reposta; campos de escombros onde antes se erguiam imponentes bommies de coral; lacunas de recrutamento onde as larvas de coral não conseguem assentar ou sofrem dissolução pós-assentamento antes de crescerem o suficiente para contribuir para a estrutura. Mergulhadores com décadas de experiência nos mesmos recifes frequentemente relatam essas mudanças de forma visceral — a diminuição gradual da crista do recife, a perda das estruturas salientes que antes abrigavam tubarões e garoupas, o avanço das algas turfosas em áreas de substrato nu. Hughes et al. [8] documentaram um declínio pan-tropical na cobertura de corais de aproximadamente 50% nos últimos 50 anos, com a acidificação e o branqueamento térmico atuando como co-conspiradores.

Monitorização da Acidificação: Ferramentas para a Comunidade de Mergulho

A Global Ocean Acidification Observing Network (GOA-ON) mantém uma rede global de sensores de pH e pCO₂. O Programa de Acidificação Oceânica da NOAA publica dados anuais acessíveis ao público. Vários programas de ciência cidadã — incluindo CoralWatch e Reef Life Survey — permitem que os mergulhadores contribuam com dados de branqueamento e cobertura de corais que complementam a monitorização remota. Embora os mergulhadores não possam medir diretamente o pH durante um mergulho, os protocolos de monitorização da Iniciativa Triângulo de Coral e o Programa Nacional de Monitorização de Recifes de Coral da NOAA incluem medições da química do carbonato em estações sentinelas em destinos chave de mergulho.