Vista de uma torre de covariância turbulenta, capaz de medir a liberação de gases de efeito estufa, localizada no Alasca. Crédito: Sigrid Dengel
Cientistas do Berkeley Lab mostram aumentos decadais nas emissões de metano de áreas úmidas nos ecossistemas Ártico e Boreal.
As zonas húmidas são a maior fonte natural de metano da Terra, um potente gás com efeito de estufa que é cerca de 30 vezes mais poderoso que o dióxido de carbono no aquecimento da atmosfera. Uma equipe de pesquisa do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab) analisou dados de emissões de metano em áreas úmidas em toda a região Boreal-Ártica e descobriu que essas emissões aumentaram aproximadamente nove por cento desde 2002.
A pecuária e a produção de combustíveis fósseis são bem estudadas pelo seu papel na liberação de toneladas de metano por ano na atmosfera. Embora seja mais incerto, a quantificação das emissões naturais das zonas húmidas é importante para prever as alterações climáticas. Os cientistas esperam que as emissões de metano das zonas húmidas estejam a aumentar porque as temperaturas nos ecossistemas boreais e árticos estão a aumentar cerca de quatro vezes mais do que a taxa média global, mas é difícil dizer até que ponto, porque a monitorização das emissões nestes ambientes vastos e muitas vezes alagados tem sido muito difícil. – até agora.
“Os ambientes boreal e ártico são ricos em carbono e vulneráveis ao aquecimento”, explica Qing Zhu, cientista pesquisador do Berkeley Lab e autor sênior, juntamente com o pesquisador de pós-doutorado do Berkeley Lab, Kunxiaojia Yuan, de um novo estudo que analisou dados coletados de vários métodos avançados de monitoramento. para encontrar o aumento de nove por cento nas emissões nas últimas duas décadas. Um artigo publicado em Natureza Mudanças Climáticas esta semana descreve sua abordagem.
“O aumento das temperaturas aumenta a atividade microbiana e o crescimento da vegetação”, continua Zhu, “que estão associados às emissões de gases como o metano. Ao compreender como as fontes naturais de metano estão a mudar, podemos monitorizar com mais precisão os gases com efeito de estufa que informam os cientistas sobre o estado atual e futuro das alterações climáticas.”
“Ao fornecer uma compreensão mais precisa do papel que as zonas húmidas desempenham no sistema climático global e como e a que ritmo as suas emissões de metano aumentaram, esta investigação pode oferecer uma base científica para ajudar a compreender e enfrentar as alterações climáticas.”
– Qing Zhu
Zonas úmidas de latitudes mais altas: quantificando as emissões de metano e como elas mudaram
Apesar do facto de o metano permanecer na atmosfera durante muito menos tempo do que o dióxido de carbono – 10 versus 300 anos – a estrutura molecular do metano torna-o 30 vezes mais capaz de aquecer a atmosfera do que o CO2.
As temperaturas mais elevadas não só aumentam a actividade microbiana dos micróbios libertadores de metano encontrados em solos saturados, mas também aumentam a área que tem solos alagados onde estes microrganismos prosperam à medida que os solos congelados descongelam e mais precipitação cai sob a forma de chuva em vez de neve. É por isso que os cientistas esperavam que as emissões de metano tivessem aumentado nestas regiões de latitudes mais elevadas e por que é urgente quantificar o metano com mais precisão.
Mapa da publicação que mostra a localização específica e o tamanho dos hotspots de metano em áreas úmidas na região Ártica e Boreal. Crédito: Laboratório Berkeley
A forma mais comum de medir a libertação de gases com efeito de estufa é reter os gases emitidos pelos solos num local fixo dentro de uma câmara, permitindo-lhes acumular-se durante um determinado período de tempo. Outro método, as torres de covariância parasitas de vários metros de altura, mais autónomas, medem continuamente as trocas de gases com efeito de estufa entre os solos, as plantas e a atmosfera em grandes extensões de um ecossistema – e muitas vezes em locais de difícil acesso, como zonas húmidas. A equipe de pesquisa do Berkeley Lab combinou dados adquiridos usando ambos os métodos para analisar mais de 307 anos totais de dados de emissões de metano em áreas úmidas na região Ártico-Boreal, criando uma imagem melhor dos fatores que influenciam as emissões em centenas de acres de terra e ao longo de minutos a décadas. .
A equipa de investigação descobriu que, de 2002 a 2021, as zonas húmidas nestas regiões libertaram uma média de 20 teragramas de metano por ano, ou tanto quanto o peso de cerca de 55 edifícios Empire State. Eles também descobriram que as emissões aumentaram aproximadamente nove por cento desde 2002.
Além disso, os investigadores consideraram duas áreas “hotspot” nas regiões Ártica e Boreal, que têm emissões de metano significativamente mais elevadas por área em comparação com os ambientes circundantes. Descobriram que cerca de metade das emissões médias anuais provinham destes pontos críticos, o que ajuda a informar e direcionar os esforços de mitigação e medições futuras.
Fatores Ambientais que Afetam as Emissões de Zonas Húmidas
Os investigadores também investigaram quais os factores ambientais que explicavam as emissões mais elevadas de metano, encontrando dois factores principais: a temperatura e a produtividade das plantas.
As temperaturas mais elevadas aumentam a atividade microbiana; quando as temperaturas sobem – seja em média devido às alterações climáticas, ou em alguns anos específicos devido à variabilidade climática, mais metano é libertado no processo. A equipe descobriu que a temperatura era o controle dominante nas emissões das zonas úmidas e sua variabilidade nos ecossistemas Boreal-Ártico. Isto pode levar a feedbacks climáticos em que as emissões de metano provenientes do aumento da atividade microbiana aumentam as temperaturas atmosféricas, levando de volta a mais emissões de metano, e assim por diante.
A maior produtividade das plantas aumenta a quantidade de carbono no solo, que alimenta os micróbios produtores de metano. Os investigadores descobriram que quando as plantas eram mais produtivas e ativas, libertando substratos que ajudam os micróbios a prosperar, as emissões de metano das zonas húmidas aumentavam.
A equipa também identificou que o ano com as maiores emissões de metano em zonas húmidas, 2016, foi também o ano mais quente nas altas latitudes desde 1950.
Gerenciando as emissões de zonas úmidas como uma solução climática natural
Como o metano tem uma vida útil bastante curta na atmosfera, ele pode ser reduzido e removido de forma relativamente rápida”, explica Zhu. “Ao fornecer uma compreensão mais precisa do papel que as zonas húmidas desempenham no sistema climático global e como e a que ritmo as suas emissões de metano aumentaram, esta investigação pode oferecer uma base científica para ajudar a compreender e enfrentar as alterações climáticas.”
Esta pesquisa é apoiada pelo Departamento de Energia do Escritório de Ciência e NASA.
