O aumento da procura global por metais e a diminuição das dificuldades técnicas associadas à exploração do mar profundo, bem como outros fatores económico-sociais, têm despertado o interesse pela mineração de metais em mar profundo nos últimos anos. Existe interesse nesta exploração tanto em águas nacionais como internacionais, onde já foram atribuídas pela “International Seabed Authority” (ISA) cerca de 31 contratos de exploração experimental. A maioria destas atividades visa a extração destes depósitos (por exemplo, cobalto, níquel) provenientes de três habitats de mar profundo: i) nódulos polimetálicos em planícies abissais, ii) crostas de ferro/manganês em montes submarinos, e iii) depósitos de sulfuretos em fontes hidrotermais. A mineração em mar profundo pode representar riscos ambientais para a vida bentónica que, de outra forma, permaneceria praticamente intocada pela atividade humana. A operação de maquinaria pesada no fundo do mar pode provocar perturbação e ressuspensão dos sedimentos e a libertação de concentrações tóxicas de metais para comunidades bentónicas suscetíveis.
Entre as comunidades bentónicas de mar profundo, os microrganismos desempenham inúmeras funções e prestam serviços de ecossistema relevantes para a humanidade, tais como diversidade genética, produção primária, reciclagem de nutrientes e a remoção de gases com efeito de estufa, entre outros. O ciclo do azoto no mar profundo, mediado por microrganismos, envolve várias reações redox que regulam a produção quimiotrófica, a respiração heterotrófica em condições anóxicas, a conversão de matéria orgânica dissolvida e particulada, bem como a produção e redução de óxido nitroso (N₂O), um potente gás com efeito de estufa. Muitos destes processos permanecem ainda pouco conhecidos no mar profundo, em particular a sua resistência à perturbação. Estudos anteriores noutros ambientes demonstraram que concentrações elevadas de metais podem alterar o crescimento microbiano, as atividades do ciclo do azoto e a diversidade microbiana. As condições ambientais específicas do mar profundo, como as baixas temperaturas, a elevada pressão hidrostática ou os baixos ratios matéria orgânica/azoto inorgânico, podem influenciar a suscetibilidade à exposição a metais. Apesar do risco de aumento da concentração de metais resultante das atividades de mineração em mar profundo, os impactos na vida microbiana nestes ambientes são atualmente desconhecidos.
As atuais lacunas de conhecimento basal e de impacto nos organismos de mar profundo devem ser colmatadas em breve, antes de serem consideradas atividades de exploração comercial por parte das autoridades nacionais e internacionais. Neste projeto, uma equipa de investigação interdisciplinar e internacional procurará responder a algumas destas lacunas, com o objetivo geral de avaliar os impactos da exposição a metais na diversidade microbiana do mar profundo e no ciclo do azoto, componentes essenciais no funcionamento dos ecossistemas. Será aplicada uma abordagem metodológica abrangente, que combina um levantamento global de dados metagenómicos de acesso público com amostragem de campo e experimentação controlada a dois níveis de organização biológica (comunidades complexas e culturas puras).
Esta investigação irá contribuir para uma melhor compreensão dos múltiplos papéis que a diversidade microbiana do mar profundo desempenha no oceano, bem como para avaliar os potenciais impactos da mineração, contribuindo assim para fundamentar as futuras decisões relativas à gestão do mar profundo. Para além da sua relevância global, esta investigação poderá ser particularmente importante para países como Portugal, com um extenso território de mar profundo.