Revelações da cera vegetal antiga: dinâmica do metano e aquecimento global

O aquecimento levou a um ciclo intensificado do metano, que durou milhares de anos, concluiu o estudo.

• Novo estudo faz uso inovador de biomarcadores vegetais preservados em sedimentos para reconstruir o ciclo do metano nos últimos 10.000 anos
• As ceras vegetais contêm uma assinatura isotópica do antigo metano
• À medida que o planeta aquecia devido às lentas mudanças na órbita da Terra, os lagos produziam quantidades crescentes de metano, que é um potente gás de efeito estufa.
• Pesquisador: ‘Vivendo em um planeta em aquecimento, podemos olhar para esses sinais do passado para prever nosso futuro’

Ao estudar fósseis de plantas aquáticas antigas, os investigadores da Universidade Northwestern e da Universidade de Wyoming (UW) estão a compreender melhor como o metano produzido nos lagos do Ártico pode afetar — e ser afetado pelas — alterações climáticas.

Num novo estudo, os investigadores examinaram as camadas cerosas das folhas preservadas como moléculas orgânicas nos sedimentos do início ao meio do Holoceno, um período de intenso aquecimento que ocorreu devido a mudanças lentas na órbita da Terra entre 11.700 e 4.200 anos atrás. Esses biomarcadores de cera – que já fizeram parte de musgos aquáticos marrons comuns – foram preservados em sedimentos enterrados sob quatro lagos na Groenlândia.

Ao estudar estes biomarcadores, os investigadores descobriram que o aquecimento passado durante o Holoceno médio fez com que lagos numa vasta gama de climas da Gronelândia gerassem metano. Como o metano é um gás de efeito estufa mais potente que o dióxido de carbono, é importante compreender quaisquer alterações na produção de metano com o aquecimento.

Conhecimento atual e implicações

Atualmente, os investigadores têm um conhecimento incompleto sobre a quantidade de metano produzido nos lagos do Ártico e como o aquecimento contínuo afetará a produção de metano. O novo estudo sugere que o aquecimento pode potencialmente levar a um fluxo anteriormente subestimado nas emissões de metano dos lagos.

O estudo será publicado no dia 29 de setembro na revista Avanços da Ciência.

“A última vez que os lagos da Groenlândia sofreram um grande aquecimento, estávamos saindo da última era glacial e levou algum tempo para que as condições se desenvolvessem para que o ciclo do metano nos lagos aumentasse”, disse Jamie McFarlin, que liderou o estudo. “Mas, uma vez desenvolvidos, os lagos do nosso estudo mantiveram um ciclo intensificado de metano durante milhares de anos, até ao início do arrefecimento natural do final do Holoceno. Isto apoia a dependência climática da ciclagem do metano em alguns lagos do Ártico.”

“Estes dados mostram períodos aumentados de ciclagem do metano durante períodos quentes anteriores”, acrescentou Magdalena Osburn, autora sénior do estudo. “Vivendo num planeta em aquecimento, podemos olhar para estes sinais do passado para ajudar a prever o nosso futuro. Suspeitamos que este processo se tornará cada vez mais importante no futuro destes lagos.”

Quando a pesquisa começou, McFarlin era Ph.D. estudante da Northwestern; agora ela é professora assistente na UW. Osburn é professor associado de ciências da Terra e planetárias no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern. Osburn co-orientou McFarlin com Yarrow Axford, professor William Deering em Ciências Geológicas no Weinberg College e segundo autor do artigo.

Lagos e Dinâmica do Metano

Os lagos atuam como fontes naturais significativas de metano, mas não está totalmente quantificado exatamente o quanto a produção de metano mudará com o aquecimento contínuo nos lagos do Ártico. E como as paisagens árticas e boreais são as regiões de aquecimento mais rápido da Terra, é imperativo que os investigadores compreendam melhor a dinâmica entre o aquecimento das temperaturas e a produção de metano nestes lagos.

Para explorar esta dinâmica, os investigadores produziram novos dados em dois lagos (Lago Wax Lips e Trifna Sø) e analisaram dados publicados de dois lagos adicionais na Gronelândia (Lago N3 e Lago Plutão Lago). Eles compararam a composição isotópica do hidrogênio das ceras das plantas aquáticas no sedimento com biomarcadores de plantas terrestres e outras fontes. A composição isotópica de biomarcadores de plantas aquáticas revelou uma assinatura de metano durante o Holoceno médio-início na maioria dos locais.

Como estas plantas absorvem metano, podem mitigar parte do metano produzido nos lagos antes de ser emitido para a atmosfera.

“Nos lagos do nosso estudo, algum metano foi absorvido pelos musgos aquáticos que vivem nos lagos – provavelmente através de uma associação simbiótica com um tipo de bactéria que come metano”, disse McFarlin. “Ainda não sabemos quanto metano foi produzido versus consumido nestes lagos durante o período do nosso estudo, pelo que o efeito global na atmosfera permanece obscuro. No entanto, a absorção de metano pelas plantas está provavelmente restrita a tipos muito específicos de musgos aquáticos, pelo que nem todos os lagos ou mesmo todos os lagos do Ártico terão esta mesma dinâmica.”

“O Ártico tem enormes áreas cobertas por lagos”, disse Axford. “Nem todos os lagos têm musgos que registam a dinâmica do metano, mas o nosso estudo também destaca que essas vastas extensões de lagos do Ártico são vulneráveis ​​às mudanças provocadas pelo clima no ciclo do metano, quer os musgos estejam no local para testemunhar essas mudanças ou não. Esta é mais uma forma pela qual o rápido aquecimento no Ártico pode afetar o clima global.”

O estudo foi apoiado pelos prêmios da Divisão de Programa Polar da National Science Foundation (NSF), uma bolsa de pesquisa de pós-graduação da NSF, o Instituto Paula M. Trienens de Sustentabilidade e Energia da Northwestern e um prêmio de pesquisa de pós-graduação da Geological Society of America.