Tubarões contribuem para refinar as previsões oceânicas no Atlântico Noroeste

Oceans remain hard to track

O oceano influencia o clima, a pesca e a vida no litoral - mas ainda é um enorme ponto cego para a ciência. Mesmo com muita tecnologia, há trechos em que simplesmente faltam medições confiáveis do que está acontecendo abaixo da superfície.

Satélites, boias à deriva e navios de pesquisa ajudam, só que deixam passar justamente algumas das áreas mais dinâmicas. Quando essas lacunas aparecem nos dados, as previsões sobre o estado do mar ficam menos certeiras.

Um estudo recente propõe uma saída pouco óbvia: aproveitar tubarões. Como eles já circulam por regiões difíceis de monitorar, acabam ajudando a melhorar as previsões oceânicas.

Algumas áreas são especialmente complicadas. O Atlântico Noroeste é uma delas. A Corrente do Golfo muda com frequência. Vórtices (eddies) se desprendem e se deslocam de forma imprevisível.

Águas costeiras rasas encontram zonas de oceano profundo de um jeito complexo.

Key regions lack data

Dados oceânicos alimentam modelos de clima e tempo. Esses modelos dependem de um “retrato inicial” bem definido de temperatura e correntes. Quando esse retrato vem incompleto, a previsão tende a se desviar com o tempo.

Satélites não enxergam abaixo das nuvens. Boias Argo evitam zonas turbulentas. Resultado: áreas importantes acabam ficando mal medidas.

“Os tubarões já estão se movendo por partes do oceano que são desafiadoras para nós observarmos”, disse Laura H. McDonnell, autora principal do estudo e atualmente pesquisadora de pós-doutorado no Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).

“Esta pesquisa mostra que os dados que eles coletam podem ajudar a preencher lacunas importantes e, quando usados com cuidado, podem melhorar a forma como prevemos as condições do oceano.”

Sharks can collect valuable data

Cientistas já usaram animais como “sensores” oceânicos antes. Focas-elefante, focas-cinzentas e aves marinhas já carregaram instrumentos.

Esses animais seguem comida, que costuma se concentrar em frentes e vórtices oceânicos - exatamente os mesmos lugares onde faltam dados.

Tubarões percorrem longas distâncias e mergulham fundo. Tubarões-azuis podem alcançar profundidades acima de 1.000 metros. Tubarões-mako (shortfin makos) se deslocam rapidamente perto da superfície.

Muitas vezes, eles acompanham as bordas entre massas de água quente e fria. Esses limites são essenciais para entender mudanças no oceano.

Ben Kirtman é cientista atmosférico na Rosenstiel School da University of Miami e cientista líder do sistema North American Multi-Model Ensemble da NOAA.

“Predadores marinhos como tubarões naturalmente buscam feições oceânicas dinâmicas como frentes e vórtices”, disse Kirtman. “Estas são áreas onde os modelos frequentemente não têm observações suficientes.”

Sharks record temperature and depth

Ao largo de Cape Cod, em 2021, pesquisadores colocaram tags em 18 tubarões-azuis e em um tubarão-mako (shortfin mako).

Cada tubarão levou uma pequena tag via satélite. O dispositivo registrava profundidade e temperatura. O sensor transmitia os dados quando o tubarão chegava à superfície.

Com o tempo, os tubarões enviaram mais de 8.200 perfis. Eles incluíram quase 59.000 medições. Alguns mergulhos chegaram a quase 2.000 metros (cerca de 6.560 pés).

As temperaturas variaram entre águas profundas frias e condições quentes na superfície. Os tubarões cobriram uma grande faixa do Atlântico Noroeste.

“O ponto-chave deste estudo foi reaproveitar uma tag mais avançada, capaz de transmitir dados de localização junto com informações de temperatura e profundidade”, disse Neil Hammerschlag, coautor do estudo e diretor executivo da Shark Research Foundation.

“Isso nos permitiu ligar as condições subsuperficiais do oceano diretamente a locais específicos com precisão conhecida.”

Clear improvement in climate models

Os pesquisadores inseriram os dados dos tubarões no Community Climate System Model versão 4. Rodaram dois conjuntos de previsões: um com dados padrão e outro incorporando as observações dos tubarões.

Cada previsão foi executada por seis meses. A equipe comparou os resultados com dados de satélite e registros oceânicos.

Os resultados mostraram melhora clara. Em regiões costeiras e de talude, os erros de previsão de temperatura caíram em até 40%.

Na plataforma continental, os erros diminuíram em mais de 1 grau Celsius em alguns meses. Esse nível de mudança pesa em decisões do mundo real.

Previsões melhores ajudam a pesca, o transporte marítimo e o planejamento costeiro.

Climate data from shark sensors

Os maiores ganhos apareceram nas águas de plataforma e de talude. Essas áreas combinam mistura complexa, relevo submarino íngreme e correntes variáveis.

Modelos climáticos têm dificuldade para representar esses detalhes. Até uma quantidade pequena de novos dados pode elevar a precisão.

Em áreas de oceano aberto, as condições são mais uniformes. Ali, os modelos já tendem a funcionar melhor, então as melhorias foram menores.

O efeito dos dados dos tubarões não desapareceu rápido. Mesmo com a assimilação feita no início, as melhorias continuaram por meses.

Isso sugere que os dados ajudaram a “colocar” o modelo numa trajetória melhor desde o começo.

As previsões posteriores também mostraram mais estabilidade. O modelo capturou com mais fidelidade tanto as condições médias quanto as mudanças ao longo do tempo.

Sharks add unique coverage

Durante o período do estudo, os tubarões coletaram cerca de 90% mais perfis na área analisada do que as boias Argo.

As boias Argo continuam sendo essenciais no mundo todo. Mas os tubarões alcançaram lugares que as boias frequentemente não cobrem.

“Os tubarões com tags não vão substituir os sistemas convencionais de observação”, observou McDonnell.

“O que os resultados preliminares mostram é que predadores marinhos marcados podem fornecer observações in situ complementares na superfície e em profundidade.”

O estudo apresenta um exemplo funcionando na prática. Ele envolveu um grupo pequeno de animais ao longo de uma única temporada.

Ainda assim, a ideia tem grande potencial. Já existem grandes bases de dados de rastreamento de animais. Redes de pesquisa estão trabalhando para integrar essas informações aos sistemas de previsão.

“Animais marinhos já estão sendo monitorados para entender seu comportamento em relação às condições ambientais, mas este estudo revela como esses dados também podem ser aproveitados para previsões e aplicações climáticas”, disse Hammerschlag.

Better protection for coastal life

Previsões melhores podem apoiar decisões do dia a dia. Pescadores conseguem planejar rotas. Gestores podem proteger recursos. Comunidades podem se preparar para mudanças.

“Para a pesca e as comunidades costeiras, pequenas melhorias nas previsões oceânicas podem fazer uma grande diferença”, disse Camrin Braun, oceanógrafo do WHOI e coautor do estudo.

“Reduzir a incerteza ajuda as pessoas a planejar, seja onde pescar, como gerir recursos ou como responder a condições em mudança.”

Tubarões sempre cruzaram o oceano com precisão. Eles seguem onde a comida se concentra e onde as condições mudam.

Agora, cientistas usam esse movimento natural para aprimorar ferramentas climáticas. Com pequenas tags, tubarões viram colaboradores ativos da ciência oceânica.

Essa abordagem junta biologia e tecnologia de um jeito prático. E abre um novo caminho para entender um oceano complexo e em transformação.