Poluição industrial domina o zinco no giro subtropical do Pacífico Sul

O zinco é conhecido como um elemento útil em vitaminas, protetores solares e no aço galvanizado. Durante muito tempo, cientistas do oceano também o acompanharam como um nutriente natural para organismos marinhos microscópicos, sem enxergar motivo para alarme.

Novas medições no Pacífico Sul, porém, estão mudando esse entendimento. Ao rastrear o zinco presente em partículas flutuantes até a sua origem, pesquisadores concluíram que quase todo ele veio de poluição industrial.

Uma impressão digital inesperada

O giro subtropical do Pacífico Sul é uma das regiões de água mais isoladas do planeta. Por isso, supunha-se que a química da superfície refletia principalmente fontes naturais - mas a análise recente aponta o contrário.

O Dr. Tal Ben Altabet, pesquisador de pós-doutorado em geoquímica no Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique (ETH Zurich), coordenou uma equipe que coletou partículas em suspensão e amostras de ar em áreas abertas do giro.

O diagnóstico para o zinco foi direto: hoje, praticamente tudo remete a fábricas, fundições e usinas termoelétricas situadas a milhares de quilômetros de distância.

O zinco percorre grandes distâncias

O zinco chega à atmosfera por meio da queima de carvão, da combustão de petróleo e da fundição de metais não ferrosos. As minúsculas partículas carregadas de zinco - chamadas de aerossóis atmosféricos - são transportadas por correntes de vento e seguem viagem.

Com frequência, esse material atravessa milhares de quilômetros. Os aerossóis cruzam continentes e bacias oceânicas e, por fim, se depositam sobre a água. Poeira industrial de Xangai ou de Santiago pode terminar numa onda perto do Taiti.

O transporte a longa distância já estava bem estabelecido para chumbo e mercúrio, com níveis de contaminação mapeados globalmente em estudos anteriores. O zinco, por outro lado, vinha sendo mais difícil de rastrear.

No mar, o zinco também existe naturalmente, porque o fitoplâncton precisa dele para a fotossíntese. Separar a parcela industrial da parcela natural exigiu uma abordagem engenhosa.

Lendo pistas nos isótopos

Cada elemento químico aparece em versões com massas ligeiramente diferentes - átomos mais pesados ou mais leves. As proporções entre essas versões funcionam como uma espécie de assinatura.

O zinco natural da água do mar tende a apresentar uma marca “pesada”, com predominância da variante Zn-66. Já o zinco industrial é mais “leve”, com maior presença de Zn-64. Dois perfis, duas origens.

Durante anos, geoquímicos marinhos ficaram intrigados. O zinco no oceano superior parecia mais leve do que deveria, considerando o que se sabia sobre fontes naturais. Duas hipóteses disputavam espaço.

Uma atribuía o padrão a um mecanismo natural - átomos mais pesados de zinco aderindo a partículas e afundando. A outra apontava para deposição de origem industrial. Faltavam dados para decidir entre elas.

Amostragem no giro

Entre fevereiro e abril de 2022, a equipe embarcou em um cruzeiro científico que cruzou o Pacífico Sul do Chile até a Nova Caledônia. Ao longo de mais de 11.265 km de oceano, foram coletadas amostras de água do mar, partículas e ar.

Houve um diferencial importante: trabalhos anteriores haviam se concentrado principalmente no zinco dissolvido. O grupo do Dr. Altabet analisou o zinco retido dentro de partículas minúsculas - tanto as que chegaram ao mar trazidas pelos aerossóis quanto as geradas por organismos vivos.

Essas partículas guardam um registro do zinco que caiu na superfície ou que se depositou ao descer pela coluna d’água. As razões isotópicas nelas medidas revelaram de onde aquele zinco veio originalmente.

Em estudo recente no Pacífico Norte, uma estratégia semelhante identificou contaminação de ferro associada à queima de carvão na Ásia. O zinco, até agora, havia permanecido mais difícil de capturar.

O chumbo confirma o padrão

Para sustentar a interpretação do zinco, a equipe adicionou um segundo traçador aos resultados: o chumbo. A poluição por chumbo é amplamente usada para rastrear deposição industrial, pois sua assinatura já está bem caracterizada.

Tanto nas amostras de aerossóis quanto nas de partículas marinhas, as assinaturas de chumbo indicaram minérios australianos, depósitos dos Estados Unidos e um aumento recente de emissões chinesas. O zinco acompanhou o mesmo desenho.

O contraste foi marcante. Em partículas do oceano superior, o zinco era predominantemente industrial - em algumas amostras, havia de 100 a 100.000 vezes mais do que rochas e poeira naturais conseguiriam explicar.

“Esses resultados mostram que até elementos que antes se pensava não serem afetados pela atividade humana agora são dominados pela poluição industrial, que alcançou as partes mais remotas do oceano aberto”, disse o Dr. Altabet.

O fitoplâncton precisa de zinco

Por que a origem do zinco importa? Porque o fitoplâncton - organismos microscópicos semelhantes a plantas, que flutuam perto da superfície do mar - utiliza zinco e outros metais-traço para construir suas células.

Essas microalgas fazem fotossíntese em escala planetária, retirando dióxido de carbono do ar e liberando oxigênio. Elas sustentam a base da teia alimentar marinha, alimentando desde o krill até as baleias.

O crescimento desses organismos depende de um equilíbrio cuidadoso de nutrientes na água do mar. Pesquisas recentes indicaram que o próprio zinco pode limitar o crescimento do fitoplâncton em algumas regiões.

Ainda não está claro se o zinco entregue por atividades humanas - chegando em quantidades diferentes do suprimento natural - vai alterar esse equilíbrio. Até o momento, não se sabe como o fitoplâncton reagirá.

O desfecho é incerto

A principal mensagem é que até as áreas mais remotas do oceano aberto carregam uma assinatura mensurável de poluição industrial em um metal que antes era considerado governado, sobretudo, por processos naturais.

Essa premissa caiu. O que acontecerá a seguir depende de como a biologia marinha responder.

O equilíbrio de nutrientes no oceano sempre envolveu a atuação conjunta de metais-traço. Ferro, cobre e cádmio também apresentam sinais de acúmulo impulsionado por atividades humanas, junto com o zinco.

As comunidades de fitoplâncton evoluíram sob determinadas proporções de metais na água do mar.

Se essas proporções mudarem, a resposta também pode mudar - acelerando o crescimento, reduzindo-o ou alterando quais espécies dominam. Os pesquisadores ainda não sabem qual será o resultado.

A equipe pretende repetir a análise em outras bacias oceânicas, examinando ferro e cobre ao lado do zinco, para entender até onde se estende essa impressão digital industrial.