Novas análises mostram que, com o tempo, este processo poderá transformar os ecossistemas de tundra de sumidouros de carbono em fontes de emissões
Por baixo da neve e da vegetação baixa que pode sobreviver às temperaturas frias de uma tundra, existe um solo que retém uma enorme reserva de carbono, mantendo-o fora da atmosfera. Ao contrário de alguns dos sumidouros de carbono mais conhecidos do mundo, que são florestas densas – como a Amazónia – a tundra é uma vasta paisagem aberta com vistas livres de árvores. Contudo, o aumento das temperaturas globais ameaça alterar esta ordem, transformando as tundras de áreas-chave de sequestro de carbono em fontes de emissões de carbono. Nova pesquisa, publicada no início deste mês em Natureza, mostra o papel provável que as plantas e os micróbios terão na exacerbação destas dinâmicas de mudança e ajudando os cientistas a criar modelos climáticos mais precisos para prever a trajetória do aquecimento global.
“O aquecimento pode estimular fortemente as plantas e os micróbios do sistema da tundra a tornarem-se mais activos e a respirarem mais carbono”, disse Sybryn Maes, investigadora de pós-doutoramento na KU Leuven, na Bélgica, e autora principal do artigo. “Precisamos realmente de ter o máximo de compreensão possível… no atual contexto das alterações climáticas.”
Para ajudar a compreender quanto carbono o solo da tundra poderia libertar se o aquecimento global continuar inabalável, os autores compilaram dados de 56 experiências de aquecimento artificial em ecossistemas de tundra ártica e alpina. Esses dados vêm de experimentos realizados entre menos de um ano e até 25 anos. Cada experimento utilizou um equipamento denominado câmara open-top, que possui a parte superior aberta às intempéries e laterais transparentes, criando uma mini estufa. A configuração simples funciona bem para os ecossistemas do Ártico, onde muitas vezes não há uma conexão elétrica próxima que possa alimentar um aquecedor de solo ou vegetação alta que arruinaria o efeito de aquecimento da câmara.
“O que é valioso neste artigo é que eles se concentram no bioma da tundra ártica e são capazes de reunir um grande número de experimentos em um grande número de locais”, disse Serita Frey, professora da Universidade de New York. Hampshire, que estuda ciência microbiana e do solo.
Os experimentos aumentaram as temperaturas médias do ar e do solo dentro das câmaras em 1,4 e 0,4 graus Celsius, respectivamente. Os autores então investigaram como esse aumento de temperatura afeta as plantas e os micróbios dentro do ambiente da câmara. Durante a fotossíntese, as plantas absorvem o dióxido de carbono atmosférico e o utilizam para produzir açúcar. A respiração, que as plantas e muitas espécies de micróbios fazem, é o oposto: as plantas decompõem esse açúcar para criar energia, liberando dióxido de carbono. Os micróbios libertam dióxido de carbono quando decompõem a matéria orgânica, que está presente em todos os solos, mas é particularmente abundante no Ártico.
Em média, houve um aumento de 30 por cento na libertação de dióxido de carbono das plantas e micróbios sob condições mais quentes durante a estação de crescimento, de Junho a Agosto. Essa descoberta foi muito maior do que Maes esperava. Embora os autores tenham conseguido identificar que a respiração das plantas e dos micróbios desempenhou um papel neste processo, a porção exata com que cada uma contribuiu é desconhecida. Maes também descobriu que as diferenças nas condições do solo entre cada local aquecido artificialmente desempenharam um papel importante na quantidade de carbono libertada pelo miniambiente, com o solo contendo menos azoto levando a mais respiração.
Matteo Petit Bon fazendo medições de respiração em um experimento de aquecimento na Itália durante condições “escuras”. | Foto de Sybryn Maes
Joshua Schimel, professor da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, que não esteve envolvido no estudo, disse que os métodos utilizados neste estudo são confiáveis e os resultados são mais ou menos esperados. Ele acrescenta que, como os resultados não separam separadamente a quantidade de respiração proveniente das raízes e dos micróbios, torna-se difícil avaliar quanto da respiração total está relacionada com a decomposição da matéria orgânica no solo.
“O que é menos certo é quanto disso é o aumento da respiração versus a real degradação e decomposição do solo”, disse Schimel.
Plantas e micróbios têm uma relação invisível sob o solo. Os micróbios convertem o nitrogênio em uma forma que as plantas podem usar para crescer, e as plantas secretam compostos que alimentam os micróbios. Em solos com baixas quantidades de azoto, compensa que os micróbios e as plantas aumentem a respiração para que esta relação se torne mais benéfica para ambas as partes.
A respiração do ecossistema tem uma relação complexa com o aquecimento, segundo Anne Giblin, biogeoquímica do Laboratório de Biologia Marinha, que também não esteve diretamente envolvida neste estudo. Nesta experiência, e noutras experiências de aquecimento do solo em diferentes ecossistemas, sob condições de solo consistentemente mais quentes, a taxa de respiração do ecossistema pode mudar ao longo do tempo. “Isto apenas mostra que quando fazemos os nossos modelos, o que vai acontecer daqui a 100 anos é um território desconhecido”, disse Giblin.
Frey realiza vários experimentos de aquecimento do solo na Floresta de Harvard, um local de pesquisa ecológica de longo prazo em Massachusetts. Uma de suas publicações ajudou a esclarecer os impactos de longo prazo do aquecimento do solo nas comunidades microbianas. Embora o aquecimento tenha aumentado a libertação de carbono, após 18 anos, os micróbios do solo libertaram menos carbono do que no início da experiência.
Maes enfatizou que este estudo examina apenas uma parte de um quadro muito mais amplo. No final, haverá vários fatores que determinarão se a tundra se tornará um sumidouro ou uma fonte de carbono. Se a libertação de carbono ultrapassar a sua absorção no ambiente, poderá criar um ciclo de feedback que continuará a aquecer aquele que já é o local de aquecimento mais rápido do planeta.
