Os tubarões melhoram as previsões oceânicas e os modelos climáticos

O oceano influencia o clima, os sistemas alimentares e a vida junto à costa. No entanto, extensas áreas continuam difíceis de observar.

Os cientistas dependem de satélites, flutuadores à deriva e navios de investigação, mas estas ferramentas não abrangem algumas das regiões mais activas. Estas falhas reduzem a capacidade de prever as condições do oceano.

Um novo estudo apresenta uma solução inesperada: os tubarões, que já atravessam estas zonas pouco acessíveis, estão a ajudar os cientistas a aperfeiçoar as previsões oceânicas.

Os oceanos continuam difíceis de monitorizar

Os dados oceânicos alimentam os modelos climáticos e meteorológicos. Estes modelos exigem uma imagem inicial rigorosa das temperaturas e das correntes; quando essa imagem está incompleta, as previsões perdem precisão.

Certas zonas são particularmente complexas de acompanhar, incluindo o Atlântico Noroeste. A Corrente do Golfo altera-se frequentemente, enquanto os remoinhos se desprendem e deslocam de forma imprevisível.

As águas costeiras pouco profundas interagem de formas complexas com as zonas de oceano profundo.

Regiões essenciais sem dados suficientes

Os satélites não conseguem observar através das nuvens, e os flutuadores Argo evitam áreas turbulentas. Como resultado, regiões importantes ficam insuficientemente medidas.

“Os tubarões já se deslocam por partes do oceano que são difíceis de observar para nós”, afirmou Laura H. McDonnell, autora principal do estudo e actualmente investigadora de pós-doutoramento na Instituição Oceanográfica de Woods Hole (WHOI).

“Esta investigação demonstra que os dados que recolhem podem ajudar a preencher lacunas importantes e, quando utilizados com cuidado, melhorar a forma como prevemos as condições oceânicas.”

Os tubarões podem recolher dados valiosos

Os cientistas já recorreram anteriormente a animais como sensores do oceano. Elefantes-marinhos, focas-cinzentas e aves marinhas já transportaram instrumentos.

Estes animais dirigem-se para zonas com alimento, que se concentra nas frentes oceânicas e nos remoinhos - precisamente os locais onde faltam dados.

Os tubarões percorrem grandes distâncias e mergulham a profundidades consideráveis. Os tubarões-azuis conseguem ultrapassar os 1,000 metros de profundidade, enquanto os tubarões-mako de barbatana curta se movem rapidamente perto da superfície.

Com frequência, seguem os limites entre massas de água quente e fria. Estas fronteiras são fundamentais para compreender as alterações no oceano.

Ben Kirtman é cientista atmosférico na Escola Rosenstiel da Universidade de Miami e cientista principal do sistema norte-americano de conjunto multimodelo da NOAA.

“Predadores marinhos como os tubarões procuram naturalmente características oceânicas dinâmicas, como frentes e remoinhos”, disse Kirtman. “São zonas onde os modelos muitas vezes não dispõem de observações suficientes.”

Os tubarões registam temperatura e profundidade

Ao largo da costa de Cape Cod, em 2021, os investigadores colocaram marcas em 18 tubarões-azuis e num tubarão-mako de barbatana curta.

Cada animal transportava uma pequena marca de satélite. O dispositivo registava a profundidade e a temperatura, transmitindo os dados quando o tubarão chegava à superfície.

Ao longo do tempo, os tubarões enviaram mais de 8,200 perfis, que incluíram quase 59,000 medições. Alguns mergulhos atingiram quase 2,000 metros de profundidade.

As temperaturas abrangeram desde águas profundas frias até condições quentes à superfície. Os tubarões percorreram uma vasta área do Atlântico Noroeste.

“Um elemento essencial deste estudo foi a reutilização de uma marca mais avançada, capaz de transmitir dados de localização juntamente com informações sobre temperatura e profundidade”, afirmou Neil Hammerschlag, coautor do estudo e director executivo da Fundação de Investigação sobre Tubarões.

“Isto permitiu-nos associar directamente as condições oceânicas abaixo da superfície a localizações específicas com precisão conhecida.”

Melhoria clara nos modelos climáticos

Os investigadores integraram os dados dos tubarões no Modelo Comunitário do Sistema Climático versão 4. Executaram dois conjuntos de previsões: um baseado em dados convencionais e outro que incluía as observações dos tubarões.

Cada previsão abrangeu seis meses. A equipa comparou os resultados com dados de satélite e registos oceânicos.

Os resultados revelaram uma melhoria evidente. Nas regiões costeiras e de talude, os erros na previsão da temperatura diminuíram até 40 percent.

Na plataforma continental, os erros baixaram mais de um grau Celsius em alguns meses. Uma alteração desta dimensão é relevante para decisões no mundo real.

Previsões mais rigorosas beneficiam as pescas, o transporte marítimo e o planeamento costeiro.

Dados climáticos obtidos por sensores em tubarões

Os maiores progressos verificaram-se nas águas da plataforma e do talude continental. Nestas áreas, conjugam-se uma mistura complexa de águas, relevo submarino acentuado e correntes em mudança.

Os modelos climáticos têm dificuldade em representar estes pormenores. Mesmo uma pequena quantidade de dados novos pode aumentar a precisão.

Nas regiões de oceano aberto, as condições são mais uniformes. Como os modelos já têm melhor desempenho nesses locais, as melhorias foram menores.

O efeito dos dados dos tubarões não desapareceu rapidamente. Embora os dados tenham sido introduzidos no início, as melhorias mantiveram-se durante meses.

Isto indica que os dados ajudaram a colocar o modelo numa trajectória mais adequada desde o princípio.

As previsões posteriores também apresentaram maior estabilidade. O modelo representou com mais precisão tanto as condições médias como as alterações ao longo do tempo.

Os tubarões proporcionam cobertura única

Durante o período do estudo, os tubarões recolheram cerca de 90 percent mais perfis na área analisada do que os flutuadores Argo.

Os flutuadores Argo continuam a ser indispensáveis em todo o mundo, mas os tubarões alcançaram zonas que estes equipamentos frequentemente não cobrem.

“Os tubarões marcados não substituirão os sistemas convencionais de observação”, observou McDonnell.

“Os resultados preliminares mostram que os predadores marinhos marcados podem fornecer observações complementares no local, à superfície e em profundidade.”

O estudo apresenta um exemplo funcional, envolvendo um grupo reduzido de animais durante uma única estação.

Ainda assim, a ideia tem um potencial considerável. Já existem grandes conjuntos de dados provenientes do acompanhamento de animais, e várias redes trabalham para integrar esta informação nos sistemas de previsão.

“Os animais marinhos já são acompanhados para compreender o seu comportamento em relação às condições ambientais, mas este estudo revela como estes dados também podem ser aproveitados para aplicações de previsão e clima”, disse Hammerschlag.

Melhor protecção da vida costeira

Previsões mais eficazes podem apoiar decisões quotidianas. Os pescadores podem planear rotas, os gestores podem proteger recursos e as comunidades podem preparar-se para mudanças.

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

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

Há muito que os tubarões se deslocam pelo oceano com precisão. Detectam os locais onde o alimento se concentra e onde as condições se alteram.

Agora, os cientistas aproveitam este movimento natural para melhorar as ferramentas climáticas. Com pequenas marcas, os tubarões tornam-se participantes activos na ciência oceânica.

Esta abordagem combina biologia e tecnologia de forma prática. Abre uma nova via para compreender um oceano complexo e em transformação.