Tão escuro quanto chá – Cientistas resolvem o mistério da água escura do rio Ruki

Os cientistas iniciaram uma investigação sobre a dinâmica do carbono na Bacia do Congo e, durante a sua investigação, descobriram informações sobre um dos rios de águas negras mais escuras do planeta – o Ruki. Nesta investigação pioneira do importante rio da floresta tropical, uma equipa global de cientistas liderada pela ETH Zurich decifrou as origens das águas escuras do rio e interpretou as suas implicações para o equilíbrio de carbono do sistema fluvial.

Eles decidiram estudar o ciclo do carbono na Bacia do Congo e, no processo, tomaram conhecimento de um dos rios de águas negras mais escuras do mundo: o Ruki. No primeiro estudo sobre este importante rio na selva, uma equipa de investigação internacional liderada pela ETH Zurique explica como surge esta escuridão e o que diz sobre o balanço de carbono do sistema fluvial.

Quando os pesquisadores chegaram ao rio Ruki, ficaram bastante surpresos. A água deste rio, um afluente do poderoso rio Congo, é tão escura que você literalmente não consegue ver a mão na frente do rosto. “Ficamos impressionados com a cor do rio”, diz Travis Drake, pesquisador da ETH Zurique, que acaba de publicar um estudo sobre o Ruki junto com colegas do Grupo de Agroecossistemas Sustentáveis, liderado por Johan Six, bem como de outras universidades.

Comparações com outros grandes rios tropicais mostram que o Ruki pode até ser o grande rio de águas negras mais negro da Terra – é certamente muito mais escuro que o famoso Rio Negro na Amazônia.

A razão pela qual a água é preta é que ela contém grandes quantidades de matéria orgânica dissolvida e quase nenhum sedimento devido ao baixo gradiente do rio. Estas substâncias ricas em carbono são principalmente levadas para o rio pela chuva, que cai sobre a vegetação morta da selva e liberta compostos orgânicos do material vegetal em decomposição. Além do mais, o rio inunda a floresta na época das chuvas. Pode levar semanas para que a água, muitas vezes na altura da cintura, diminua lentamente, período durante o qual ela lixivia substâncias orgânicas. “O Ruki é essencialmente chá da selva”, diz Drake.

Pântanos turfosos e floresta virgem

Não é apenas a água escura que é especial. O Ruki, que tem um quilómetro de largura e deságua no Congo, é único na sua totalidade. A sua bacia de drenagem, que tem quatro vezes o tamanho da Suíça, ainda é coberta por floresta tropical primária intocada de planície. Ao longo do rio, existem grandes turfeiras contendo quantidades gigantescas de material vegetal morto não decomposto, o que as torna sumidouros de carbono significativos.

Apesar de sua singularidade e tamanho, o Ruki nunca foi estudado cientificamente. Embora os diferentes níveis sazonais de água do rio tenham sido documentados desde a década de 1930, nenhum dado sobre a sua composição química estava disponível até agora. Ninguém ainda determinou a quantidade de carbono orgânico dissolvido (DOC) existente na água e, sobretudo, de onde ele vem.

Assim, em 2019, Drake e os seus colegas montaram uma estação de medição perto da cidade de Mbandaka, a uma curta distância a montante de onde o Ruki e o Congo convergem, e mediram a descarga de água a cada duas semanas e o nível diário da água durante um ano para determinar a vazão anual. fluxo.

“Nossos métodos de medição no local eram bastante básicos”, diz Drake. Ele relata que Mbandaka não tem fornecimento de energia permanente, apenas alguns geradores a diesel e quase nenhuma infra-estrutura – nem mesmo uma furadeira para instalar o marcador do nível de cheia. “Portanto, muitas vezes tivemos que improvisar”, diz ele com um sorriso.

O que amostras de água revelam sobre o Ruki

Amostras de água foram coletadas a cada medição de vazão e enviadas ao laboratório da ETH Zurique para análise. Lá, os pesquisadores determinaram o conteúdo de DOC das amostras, bem como a idade do material orgânico com base no carbono radioativo do DOC. Entre outras coisas, queriam descobrir se a turfa ao longo do rio liberta carbono (e em algum momento se decompõe em CO).₂).

Os investigadores decidiram examinar a água porque contém assinaturas de carbono de toda a área de drenagem, que por sua vez transmitem informações sobre a origem e o uso do solo. A vantagem da análise da água: “Precisamos coletar amostras de apenas um local para obter informações sobre uma área enorme – como um médico que coleta uma amostra de sangue para determinar o estado de saúde de um paciente”, diz o coautor do estudo, Matti Barthel.

Hidrologia inexplorada

As análises confirmaram a impressão visual: “O Ruki é um dos sistemas fluviais mais ricos em DOC do mundo”, diz Barthel. A sua água contém quatro vezes mais compostos orgânicos de carbono que a do Congo e 1,5 vezes mais que a do Rio Negro, na Amazónia.

E embora a bacia de drenagem do Ruki represente apenas um vigésimo de toda a Bacia do Congo, um quinto do carbono orgânico dissolvido no Congo provém deste afluente.

O DOC geralmente vem na forma de ácidos orgânicos que aumentam a acidez da água do rio. Isso estimula a liberação de dióxido de carbono (CO₂) à medida que os ácidos dissolvem os carbonatos presentes na água. “CO₂ as emissões são relativamente altas em toda a bacia de drenagem do Ruki, mas não muito diferentes de outros rios tropicais”, explica Drake. Isso ocorre porque o Ruki é um rio lento e plácido, o que torna mais difícil para o CO₂ na água para escapar para o ar. “Num rio turbulento, veríamos emissões mais elevadas”, diz ele.

Segundo Drake, a análise de isótopos de carbono também mostra que a maior parte do carbono vem da vegetação florestal, e não da turfa. Apenas durante um curto período de tempo, no final da estação chuvosa, entre Março e Abril, após o pico do caudal, os investigadores encontram evidências de que as turfeiras libertam carbono na água. Não está claro como e por que isso acontece naquele momento específico. “No geral, porém, vemos muito pouca turfa no rio”, diz Drake. “E isso é uma boa notícia porque também significa que as turfeiras estão estáveis.”

Actualmente, diz ele, não há perigo de a matéria orgânica contida nas turfeiras ser libertada, uma vez que estão submersas durante quase todo o ano e, portanto, não expostas ao oxigénio. No entanto, as empresas interessaram-se pelos recursos naturais da Bacia de Ruki. Mudanças no uso da terra, como o desmatamento, poderiam alterar o regime fluvial. Isto pode fazer com que as turfeiras sequem e sejam decompostas por bactérias, o que libertaria uma enorme quantidade de CO₂. “As turfeiras da Bacia do Congo armazenam cerca de 29 mil milhões de toneladas de carbono”, diz Barthel. “Seria melhor para o clima se permanecessem molhados.

Um projeto de pesquisa de longa data

Johan Six e o seu grupo estudam o ciclo do carbono da Bacia do Congo desde 2008. O Congo é um dos sistemas fluviais tropicais mais importantes da Terra. Ele carrega enormes quantidades de carbono para o mar. A vegetação na sua bacia de drenagem afecta o seu ciclo de carbono, tal como o uso da terra. Foi durante uma viagem de reconhecimento para estudar o ciclo do carbono – a biogeoquímica – da Bacia do Congo que os investigadores cruzaram o rio Ruki.

Depois da viagem paralela ao Ruki, os cientistas estão agora a estudar outros afluentes do Congo, como o Kasaï e o rio Fimi – e a completar o puzzle do carbono, peça por peça.