Caracterização biogeoquímica dos nevoeiros de uma região remota da Amazônia

Abstract

Resumo: A composição química e biogenica de nevoeiros tem sido amplamente estudada em diferentes ecossistemas, suas características dependem diretamente do contexto de formacao e desempenham papeis na dinâmica at mosférica, atuando tanto no processamento de aerossóis quanto na ciclagem hídrica. Na Floresta Amazânica, embora a ocorrência de nevoeiros seja comum, estudos anteriores focaram principalmente nos aspectos meteo- rologicos e físicos dos nevoeiros tropicais. Assim, a composicão química desses eventos e seus possíveis papeis no sistema florestal permanecem pouco compreendidos. Nesta pesquisa, caracterizamos a composicao química e biogenica dos nevoeiros coletados acima do dossel florestal, a 42 m na torre ATTO (Amazon Tall Tower Observatory). O período de amostragem foi definido como noturno, de acordo com dados de visibilidade. As amostras de íagua de nevoeiro e aerossol permitiram avaliar a coexistâencia de espíecies químicas dissolvidas e partículas suspensas. Observamos que as amostras de nevoeiro apresentam padrães em consonancia com a sazonalidade atmosferica da regiao, sendo marcada por períodos de predominância de bioaerossois e, em con traste, situacoes nas quais o aporte de outras regiães influenciaram significativamente as amostras de nevoeiro. A ocorrência de queimadas no bioma Amazônia refletiu em apenas partículas da moda de acumulacao, alem de concentrações tônicas elevadas, em especial para sulfato (9557,0pg/L), nitrato (4699,1pg/L), amonio (1041,5pg/L) e cloreto (1730,37pg/L). Em contraste, o transporte transatlântico de poeira incrementou níveis de calcio (5792,95 pg/L), magnesio (476,09pg/L) e potassio (6785,27pg/L) solúveis, alem de uma fracão correspondente de partículas na moda grossa. Ainda, a quantificaçao obtida por citometria de fluxo demonstrou uma variacao de 6182 - 98466 celulas/mL, sendo que, de forma complementar, foram identificadas especies viáveis de bacterias e fungos, como Serratia marcescens e Aspergilus nigri, o que indica que o nevoeiro potencialmente atua como um habitat favorável para microrganismos, fornecendo a umidade necessaria para evitar sua desidratacao. Esta caracterizacao biogeoquímica dos nevoeiros revelou um potencial de atuacao direto no ecossistema amazâonico, podendo atuar no fornecimento de íagua e nutrientes dissolvidos, que sãao beneficos tanto para a vegetacao quanto para a microbiota. Considerando a recorrência destes eventos na flo resta amazâonica, entende-se que este estudo fornece informacçãoes que servem de base para estudos futuros que procurem compreender a interaçao biosfera-atmosfera. Dada a crescente influencia das mudancas climíticas e da atividade antrípica na Amazonia, entender os processos que regulam a química dos nevoeiros se torna crucial para prever impactos na deposiçao atmosferica e na disponibilidade de nutrientes na floresta.

Abstract: The chemical and biogenic composition of fogs has been widely studied across various ecosystems. Their characteristics directly depend on the formation context and often play roles in atmospheric dynamics, influencing both aerosol processing and the hydrological cycle. In the Amazon Rainforest, although fog events are common, previous studies have primarily focused on the meteorological and physical aspects of tropical fogs. Thus, the chemical composition of these events and their potential roles within the forest system remain poorly understood. In this study, we characterized the chemical and biogenic composition of fogs collected above the forest canopy, at 42m on the ATTO tower (Amazon Tall Tower Observatory). The sampling period was defined as nocturnal, based on visibility data. Fog water and aerosol samples enabled the evaluation of the coexistence of dissolved chemical species and suspended particles. We observed that fog samples exhibited patterns consistent with the atmospheric seasonality of the region, marked by periods of bioaerosol predominance and, in contrast, situations in which inputs from other regions significantly influenced fog composition. Biomass burning in the Amazon biome was reflected in the presence of accumulation mode particles and elevated ionic concentrations, particularly sulfate (9557,0pg/L), nitrate (4699,1pg/L), ammonium (1041,5pg/L), and chloride (1730,37pg/L). In contrast, transatlantic dust transport increased levels of soluble calcium (5792,95 pg/L), magnesium (476,09 pg/L), and potassium (6785,27pg/L), as well as a corresponding fraction of coarse-mode particles. Furthermore, flow cytometry quantification showed a range of 6182-98466 cells/mL. Complementarily, viable species of bacteria and fungi such as Serratia marcescens and Aspergillus niger were identified, indicating that fog potentially serves as a favorable habitat for microorganisms by providing the moisture necessary to prevent their desiccation. This biogeochemical characterization of fogs revealed a potential for direct influence on the Amazonian ecosystem, providing water and dissolved nutrients that benefit both vegetation and microbiota. Given the recurrence of these events in the Amazon forest, this study provides a foundation for future research aimed at understanding biosphere-atmosphere interactions. Considering the growing influence of climate change and anthropogenic activity in the Amazon, understanding the processes that regulate fog chemistry becomes crucial for predicting impacts on atmospheric deposition and nutrient availability in the forest.