Degelo do permafrost: bomba climática oculta torna-se ainda mais perigosa

Quando se fala em gases com efeito de estufa, a imagem que costuma surgir é a das centrais a carvão ou dos congestionamentos de trânsito. No entanto, há outro interveniente, muito mais silencioso, que está a ganhar cada vez mais destaque na investigação: os solos permanentemente congelados do Ártico. Estudos recentes sugerem que, quando descongelam, não libertam apenas as quantidades esperadas de dióxido de carbono e metano, mas muito mais - porque os microrganismos do solo são consideravelmente mais “fomintos” do que os especialistas durante muito tempo supuseram.

O que o permafrost realmente contém

Chama-se permafrost aos solos que permanecem continuamente congelados durante, pelo menos, dois anos seguidos. Em vastas áreas da Sibéria, do Alasca, do Canadá e da Escandinávia, este subsolo permanece há milénios, como um enorme congelador sob a paisagem.

Aí fica armazenada uma quantidade gigantesca de matéria vegetal e animal antiga, que nunca se decompôs por completo. Os especialistas estimam que o permafrost contém mais do dobro do carbono atualmente presente em toda a atmosfera terrestre. Enquanto o solo se mantiver congelado, esse carbono permanece, em grande parte, aprisionado.

Com as alterações climáticas, o cenário está a mudar de forma drástica: em muitas regiões, as camadas superficiais já estão a descongelar. O solo afunda, formam-se lagos e as casas começam a deslizar. Ainda mais perigoso, porém, é o que acontece ao mesmo tempo, longe dos olhos: os microrganismos despertam para a vida.

Quando o permafrost descongela, os microrganismos começam a “respirar” a matéria orgânica congelada durante milénios - e transformam-na em gases com efeito de estufa.

O resultado é a libertação crescente de dióxido de carbono (CO₂) e metano (CH₄) para a atmosfera. Ambos os gases intensificam o aquecimento global, sendo o metano consideravelmente mais potente do que o CO₂. Os especialistas falam de um ciclo de retroalimentação: mais calor faz descongelar mais permafrost, o processo de degelo liberta mais gases climáticos e esses gases, por sua vez, aceleram o aquecimento.

Os microrganismos são mais vorazes do que se pensava no permafrost

Até há pouco tempo, os modelos partiam do princípio de que apenas uma parte do carbono armazenado no permafrost seria, a curto prazo, utilizável pelos microrganismos. Uma determinada fração era considerada “difícil de digerir” e, por isso, relativamente segura no solo.

Uma equipa da Universidade do Colorado abalou agora seriamente essa suposição. Os investigadores mostraram que os microrganismos no permafrost em descongelação também conseguem aceder a fontes de carbono que até aqui eram tidas como quase inutilizáveis - incluindo certos compostos complexos das plantas, os chamados polifenóis.

Para contextualizar: os polifenóis são uma grande família de substâncias presentes em muitas plantas. São responsáveis por sabores amargos, taninos e pigmentos. No solo, constituem uma fração de difícil degradação da matéria orgânica - pelo menos, essa era a visão até agora.

Novas experiências de laboratório mostram que os microrganismos do solo no permafrost conseguem decompor polifenóis mesmo em condições de baixo teor de oxigénio e, com isso, libertar mais gases com efeito de estufa.

Inicialmente, os investigadores pensavam que estas substâncias funcionariam como uma espécie de travão para os microrganismos do solo. A ideia era que os polifenóis poderiam bloquear enzimas - isto é, ferramentas usadas pelos microrganismos para decompor a matéria orgânica. Precisamente esse “bloqueio” das enzimas deveria impedir que grandes quantidades de carbono escapassem para a atmosfera.

O novo estudo mostra o contrário: certas espécies de microrganismos parecem especializar-se nestas moléculas aparentemente difíceis. Em vez de serem travadas, utilizam esse carbono “áspero” como fonte adicional de alimento.

O impacto climático pode estar muito subestimado

O que significa isto para o clima global? As estimativas anteriores sugeriam que as áreas de permafrost em descongelação poderiam libertar, até 2100, uma quantidade de gases com efeito de estufa comparável à de um grande país industrializado. Mas, se os microrganismos conseguirem usar mais fontes de carbono, esse potencial aumenta de forma significativa.

Atualmente, ainda não é possível quantificar com precisão essa quantidade adicional. Os modelos climáticos e do solo quase não incorporam, ou não incorporam de todo, o metabolismo microbiano agora descrito. Para isso, são necessárias mais medições em experiências de campo, diferentes tipos de solo e gamas de temperatura, bem como dados de longo prazo.

Mesmo assim, já se destaca uma tendência clara:

• Mais carbono utilizável significa mais alimento para os microrganismos.
• Mais alimento conduz a uma maior “atividade respiratória” dos solos.
• Maior atividade liberta mais CO₂ e metano.
• Isso intensifica o aquecimento e faz descongelar ainda mais permafrost.

Assim, um processo lento e linear arrisca tornar-se um sistema cada vez mais auto-reforçado. Os cientistas do clima falam de um possível ponto de não retorno: se for ultrapassado um certo nível de aquecimento, o processo continua praticamente por si próprio.

A esperança de armazenar carbono no permafrost está a desfazer-se

Nos últimos anos, algumas equipas de investigação chegaram mesmo a considerar a hipótese de usar ativamente o permafrost como depósito de carbono a longo prazo. Através da introdução deliberada de determinados compostos vegetais, o solo deveria entrar numa espécie de “sono de Bela Adormecida”.

A lógica por trás desta ideia era a seguinte: os polifenóis poderiam bloquear as enzimas dos microrganismos, selar a matéria orgânica e manter esse material no solo durante muitas décadas ou séculos. O novo estudo põe agora esse conceito claramente em causa.

Quem introduzir polifenóis em solos em descongelação pode, em certas circunstâncias, estar a alimentar precisamente os microrganismos que mobilizam o carbono armazenado.

Em vez de funcionarem como uma camada protetora, estas substâncias podem até atuar, em determinados solos, como combustível adicional. Os investigadores alertam, por isso, para soluções técnicas ilusórias baseadas apenas em observações de laboratório sob condições fortemente simplificadas.

Porque é que o metano é tão crítico

Na decomposição da matéria orgânica no solo, formam-se sobretudo CO₂ e metano. Ambos atuam como gases com efeito de estufa, mas de formas diferentes. O CO₂ permanece muito tempo na atmosfera. O metano, embora só esteja presente durante algumas décadas, aquece o ar de forma muito mais intensa nesse período.

Gás	Vida média na atmosfera (aproximadamente)	Impacto no aquecimento por molécula em comparação com o CO₂
Dióxido de carbono (CO₂)	Séculos	1 (valor de referência)
Metano (CH₄)	≈ 10–15 anos	cerca de 25–30 vezes mais forte, considerando 100 anos

No permafrost em descongelação surgem muitas zonas com pouco ou nenhum oxigénio - por exemplo, em depressões encharcadas, sob camadas de lodo ou no fundo de novos lagos. É precisamente aí que os microrganismos produtores de metano trabalham com maior eficácia.

Isso explica porque é que charcos e lagos do Ártico já estão a enviar numerosas bolhas de metano para a superfície. No inverno, congelam e formam padrões bizarros no gelo - imagens bonitas, mas com uma mensagem sombria.

O que está por trás dos termos técnicos

Permafrost - mais do que “gelo eterno”

O permafrost não é composto apenas por gelo. Também contém terra, pedras, restos de plantas, raízes e, em alguns casos, ossos de animais muito antigos. Quando o solo congela, o gelo funciona como uma espécie de cola que mantém tudo unido. Quando descongela, paisagens inteiras perdem estabilidade. Os edifícios afundam, as estradas abrem fissuras e os oleodutos e gasodutos ficam com fendas.

Dióxido de carbono e metano no dia a dia

O dióxido de carbono é produzido pela combustão de carvão, petróleo e gás, mas também pela respiração de pessoas e animais. Em quantidades moderadas, faz parte do ciclo natural; nas quantidades atuais, exerce uma pressão enorme sobre o sistema climático. Muitas pessoas conhecem o metano sobretudo do gás natural, dos aterros sanitários ou da criação de animais, em especial da pecuária bovina.

O que isto significa para a política climática e para o dia a dia

As novas conclusões sobre o permafrost mostram como é arriscado confiar em reservatórios naturais como “boia de salvação”. Florestas, solos e oceanos absorvem uma grande parte das nossas emissões, mas são sensíveis às mudanças de temperatura.

Quanto mais a Terra aquece, maior é a probabilidade de estes reservatórios deixarem de ser aliados e passarem a ser mais um problema. O permafrost em descongelação é um exemplo particularmente claro disso.

• Cada tonelada de CO₂ evitada reduz o risco de um forte degelo nas regiões de permafrost.
• Uma redução rápida das emissões ganha tempo para desenvolver estratégias de adaptação nas regiões árticas.
• Estações de investigação e programas de monitorização nas regiões polares tornam-se mais importantes para detetar cedo as mudanças.

Para a vida quotidiana, o que acontece no Ártico parece muitas vezes distante. Contudo, os gases climáticos libertados espalham-se rapidamente pela atmosfera e influenciam a temperatura, a precipitação e os fenómenos extremos em todo o mundo - incluindo na Europa Central. Ondas de calor, inundações e estações do ano alteradas estão ligados ao mesmo sistema climático que está a descongelar o permafrost.

Porque é que os microrganismos são tão difíceis de calcular

Os microrganismos são minúsculos, mas controlam fluxos gigantescos de matéria. No permafrost vivem milhares de milhões de bactérias e fungos diferentes em cada grama de solo. Reagem de forma extremamente sensível à temperatura, à humidade e aos nutrientes. Pequenas alterações podem mudar por completo a sua composição.

É precisamente isso que torna as previsões tão difíceis: se, por exemplo, o nível da água mudar, um grupo de microrganismos pode ganhar vantagem de repente e produzir metano em vez de CO₂. Ou podem chegar novas espécies, capazes de decompor substâncias até agora “indigeríveis”, como os polifenóis.

Para os modelos climáticos, isto significa que têm de representar os processos biológicos com muito mais detalhe do que antes. Os novos dados da investigação sobre o permafrost fornecem uma base importante para isso, mas também mostram quão grandes continuam a ser as incertezas.