On the role of Agulhas eddies to anthropogenic carbon absorption and acidification state in the South Atlantic Ocean

Abstract

Atividades humanas vêm liberando grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera desde a Revolução Industrial. Parte desse excesso de CO2 é capturado pelos oceanos (carbono antropogênico, Cant) e vêm causando perturbações e alterações no ciclo do sistema carbonato. Essas alterações no sistema carbonato alteram o estado de acidificação dos oceanos. No oceano Atlântico Sul observa-se os vórtices das Agulhas, que estão entre as maiores estruturas de mesoescala dos oceanos. Por serem estruturas anticiclônicas, estes vórtices estão associados às regiões em que o oceano perde calor para a atmosfera, porém seu papel em relação ao sistema carbonato ainda é pouco estudado. Dessa forma, o objetivo principal dessa pesquisa de doutorado foi investigar a relação dos vórtices das Agulhas com a captura e transporte de CO2/Cant ao longo de suas vidas e qual o papel dessas estruturas no estado de acidificação no oceano Atlântico Sul. Como conclusão principal dessa tese, pudemos demonstrar que os vórtices das Agulhas são capazes não só de capturar mais CO2 do que as águas ao seu redor, como também de transferir para o interior da coluna d’água, podendo carregar mais Cant ao longo de suas trajetórias. Como estudos mostram que 30% dessas estruturas liberadas no vazamento das Agulhas atingem a costa Oeste do Oceano Atlântico Sul e chegam a interagir com a Corrente do Brasil, podemos indicá-los como um dos gatilhos que podem estar intensificando a acidificação observada para as camadas centrais dessa região.

Human activities have been releasing large amounts of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere since the Industrial Revolution. Part of this excess CO2 is captured by the oceans (anthropogenic carbon, Cant) and has been causing perturbations and changes in the carbonate system cycle. These changes in the carbonate system are now known to alter the acidification state of the oceans. In the South Atlantic Ocean are observed the Agulhas eddies, which are among the largest mesoscale structures in the oceans. Because they are anticyclonic structures, these eddies are associated with regions where the ocean loses heat to the atmosphere, but its role in relation to the carbonate system is still poorly studied. Thus, the main objective of this doctoral research was to investigate the relationship between the Agulhas eddies and CO2/ Cant uptake and transport throughout their lives and which role these structures play in the acidification state in the South Atlantic Ocean. As a main conclusion of this thesis, we have been able to demonstrate that the Agulhas eddies are able not only to capture more CO2 than the surrounding waters, but also to transfer into the water column and can carry more Cant along their trajectories. As studies show that 30% of these structures released in the Agulhas leakage reach the west coast of the South Atlantic Ocean and even interact with the Brazilian Current, we can indicate them as one of the triggers that may be intensifying the acidification observed for the central layers of this region