O degelo do permafrost surpreende cientistas, e os solos libertam muito mais gases com efeito de estufa

Há muito tempo que o permafrost - solo permanentemente congelado - é visto como uma espécie de “cofre” natural do carbono no Ártico. Só que esse cofre não é tão inquebrável quanto se pensava. Novos resultados indicam que, quando o permafrost descongela, micróbios do solo conseguem aceder a reservas de carbono que eram tidas como relativamente protegidas, o que pode aumentar de forma relevante as emissões de CO₂ e metano.

Em termos práticos, isso significa que o descongelamento não liberta apenas o carbono “fácil” de degradar: abre também a porta a fontes mais complexas. E, com elas, a possibilidade de entrarem na atmosfera mais gases com efeito de estufa do que os cálculos anteriores sugeriam.

Was im ewigen Eis verborgen liegt

Os solos de permafrost estendem-se pela Sibéria, Alasca, norte do Canadá e partes da Escandinávia. Neles ficam retidos restos de plantas, raízes e outros materiais orgânicos que, ao longo de milhares de anos, não se decompuseram por completo - simplesmente porque fazia frio demais.

No permafrost está armazenado mais do dobro do carbono que existe atualmente em toda a atmosfera terrestre.

Enquanto o solo se mantém congelado, esse carbono fica relativamente estável. Mas, quando as temperaturas sobem, o terreno descongela, a água infiltra-se, os micróbios “acordam” - e começam a digerir o material orgânico.

Nesse processo, os microrganismos libertam carbono sob a forma de dióxido de carbono (CO₂) e - em condições pobres em oxigénio - metano (CH₄). Ambos intensificam o aquecimento global; e, olhando para um horizonte de algumas décadas, o metano aquece a atmosfera muitas vezes mais do que o CO₂.

Mikroben fressen mehr als gedacht

O risco de base é conhecido há anos: o degelo do permafrost reforça o aquecimento global através de um mecanismo de retroalimentação. Mas um estudo recente da Universidade do Colorado sugere que este efeito poderá ter sido subestimado.

Até aqui, muitos modelos climáticos assumiam que uma parte do carbono preso no permafrost quase não seria atacada por micróbios. A razão: parte desse carbono está em moléculas particularmente complexas e difíceis de degradar - por exemplo, os chamados polifenóis. A ideia era que estas substâncias “teimosas” dificultavam o trabalho microbiano, bloqueavam enzimas e travavam a decomposição.

Os novos testes laboratoriais, porém, apontam noutra direção. Em condições semelhantes às de solos em degelo, muitas vezes encharcados e com pouco oxigénio, os investigadores encontraram micróbios capazes de degradar esses polifenóis complexos - e com muito mais eficiência do que se supunha.

Aquilo que parecia “comida intragável” para micróbios revela-se, de repente, uma fonte extra de alimento - com impacto direto nas emissões de gases com efeito de estufa.

Os autores comparam a situação a um buffet: até agora, a atenção estava sobretudo nos “donuts, pizzas e batatas fritas” - açúcares e gorduras facilmente degradáveis no solo. Agora vê-se que os micróbios também atacam os “pratos picantes”: os polifenóis complexos, antes considerados pouco atrativos para muitos organismos.

Warum das die Klimamodelle durcheinanderbringt

Os modelos climáticos baseiam-se em pressupostos: quanto carbono existe no permafrost? A que velocidade descongela? Como reagem os micróbios? A partir dessas peças, constroem-se estimativas de quanto CO₂ e metano poderão ser libertados adicionalmente até 2100.

Estudos anteriores concluíam que as emissões do permafrost em degelo, até ao fim do século, poderiam atingir uma ordem de grandeza comparável às emissões atuais de grandes países industrializados. O novo trabalho sugere que esse valor poderá estar mais perto do limite inferior - porque entra em cena uma fonte adicional de carbono.

• Substâncias facilmente degradáveis: há muito reconhecidas como risco
  
• Polifenóis difíceis de degradar: agora parcialmente “disponíveis” para micróbios
  
• Consequência: uma “respiração” dos solos mais longa e mais intensa - mais gases climáticos ao longo de décadas
  

Ainda não é possível quantificar com exatidão o tamanho deste efeito extra. Para isso, serão necessárias campanhas de campo em diferentes regiões, medições ao longo de vários anos e a integração destes novos dados em modelos climáticos globais.

Die gescheiterte Hoffnung auf Kohlenstoffspeicherung im Boden

Da suposta “invulnerabilidade” dos polifenóis nasceu, nos últimos anos, uma ideia ousada: se estas substâncias fossem introduzidas de forma dirigida em solos em degelo, talvez fosse possível travar os micróbios. Alguns especialistas falavam de uma espécie de “cadeado” enzimático, capaz de reduzir a atividade microbiana e, assim, reter mais carbono no solo.

Este caminho está agora sob forte crítica. Se os micróbios afinal conseguem “partir” essas moléculas complexas, o que parecia um travão pode virar combustível extra. Enriquecer artificialmente o solo com polifenóis pode piorar a situação, em vez de a estabilizar.

A ideia de “acalmar” o permafrost com substâncias específicas parece, à luz dos novos dados, um wishful thinking perigoso.

O estudo deixa assim uma mensagem clara para a investigação em geoengenharia: intervenções técnicas em ciclos naturais envolvem riscos elevados quando o sistema não é compreendido ao detalhe. Mexer numa engrenagem pode desencadear uma reação em cadeia noutro ponto.

Warum uns weit entfernte Böden direkt betreffen

À primeira vista, isto pode parecer distante: solos congelados na Sibéria ou no Alasca, paisagens de tundra onde quase ninguém vive. Mas os gases libertados ali dispersam-se rapidamente por toda a atmosfera. O efeito atravessa fronteiras - e dura gerações.

Gás	Principal fonte no permafrost	Efeito no clima
CO₂	Decomposição de matéria orgânica com oxigénio	Aquecimento a longo prazo, permanece muito tempo no ar
Metano (CH₄)	Decomposição sem oxigénio em solos ricos em água	Nas primeiras décadas, aquece de forma significativamente mais forte do que o CO₂

Quanto mais a concentração de gases com efeito de estufa aumenta, mais se acumulam ondas de calor, secas, chuva extrema e inundações - também na Europa Central. Para quem lê em Portugal, isto não é um detalhe para fãs do Ártico, mas uma peça numa história maior de anos com extremos na Alemanha, Áustria e Suíça.

Was wir über Permafrost, Polyphenole und Mikroben wissen müssen

Permafrost – mehr als nur gefrorener Boden

Permafrost significa que o solo fica permanentemente abaixo de 0 °C durante pelo menos dois anos consecutivos. Muitas vezes, o congelamento estende-se por centenas de metros de profundidade. Não é só gelo e pedra: há também quantidades enormes de restos vegetais mortos.

Quando o subsolo descongela, edifícios cedem, estradas racham, oleodutos deformam-se. Na Sibéria e no Alasca multiplicam-se relatos de infraestruturas danificadas - um sinal visível de que o “gelo eterno” está a perder estabilidade.

Polyphenole – komplizierte Moleküle mit Klimarelevanz

Os polifenóis são compostos orgânicos complexos presentes em muitas plantas. No dia a dia, aparecem no chá, no café, no vinho tinto ou em bagas. Costumam ser considerados benéficos por terem efeito antioxidante.

No solo, os polifenóis podem surgir em grandes quantidades, por exemplo quando madeira, folhas ou raízes se decompõem. Acreditava-se que aí ajudavam a prender carbono em estruturas estáveis. A nova investigação mostra: certos micróbios “especialistas” conseguem quebrar essas estruturas e transformar mais carbono em gases.

Was die Studie für Klimapolitik und Alltag bedeutet

Para a política climática internacional, o estudo envia um sinal direto: as emissões do permafrost dificilmente podem ser controladas de forma direta. Quando o solo começa a descongelar em grande escala, o processo tende a seguir quase por si. A alavanca mais eficaz, portanto, mantém-se a mesma: reduzir depressa e de forma significativa as emissões globais de carvão, petróleo e gás, antes que retroalimentações adicionais encolham ainda mais o orçamento de carbono.

No quotidiano da Europa Central, isto traduz-se assim: cada tonelada de CO₂ poupada conta a dobrar. Não só reduz as emissões atuais, como também diminui a pressão sobre sistemas como o permafrost, que de outra forma podem desencadear “avalanches” próprias de emissões nas próximas décadas.

A investigação sobre o permafrost em degelo deverá intensificar-se nos próximos anos. Estações de medição, testemunhos de perfuração e observações de longo prazo no Ártico vão fornecer dados importantes. Cada nova evidência torna os modelos climáticos um pouco mais realistas - e lembra quão sensível é o sistema Terra quando sai do equilíbrio.