Crostas biológicas do solo: a pele viva dos desertos

As crostas biológicas do solo - finas camadas vivas de organismos que crescem sobre o solo desértico - podem ser cultivadas artificialmente para ajudar a travar a expansão dos desertos. Muitas vezes, estas crostas são designadas como a “pele viva” do deserto.

Na natureza, estas crostas costumam desenvolver-se em três fases principais: começam com cianobactérias simples, passam depois pelos líquenes e chegam, por fim, a um estágio maduro dominado pelo musgo.

Agora, cientistas criaram um sistema capaz de inverter por completo a desertificação, transformando areia em solo fértil.

Recorreram a microrganismos cultivados em laboratório para unir a areia solta do deserto numa camada fina e estável, que o vento dificilmente consegue arrastar.

Essa superfície mais resistente dá às equipas de restauração tempo para plantar arbustos e gramíneas antes que os ventos intensos e o calor do deserto destruam as plantas jovens.

Crosta biológica do solo na paisagem desértica

Em tabuleiros de palha colocados no noroeste da China, formou-se uma película escura sobre a areia tratada, e ela manteve-se mesmo depois das tempestades sazonais de poeira.

Ao acompanhar essas parcelas ao longo de calor e geada, a Academia Chinesa das Ciências (CAS) registou a rapidez com que a película endureceu.

Em ensaios perto do Deserto de Taklamakan, em Xinjiang, no noroeste da China, as equipas da CAS observaram que as crostas estabilizavam a areia entre 10 e 16 meses.

Mesmo com essa velocidade, os responsáveis pelo planeamento concentraram-se primeiro em construir a base do solo, para que as plantas mais tarde conseguissem sobreviver sem replantação constante.

Conheça as antigas cianobactérias

Muito antes de existirem florestas, terão surgido as cianobactérias, bactérias que usam a luz solar e prosperam em locais extremos, há cerca de 3,5 mil milhões de anos.

Com a ajuda da luz solar e do ar, muitas estirpes retiram dióxido de carbono para as suas células e libertam o resto sob a forma de matéria orgânica simples.

Em solos desérticos pobres em fertilizante, algumas espécies realizam fixação de azoto, convertendo o gás azoto em nutrientes prontos para as plantas dentro da comunidade da crosta.

Quando se fixam, a sua camada viva liga os grãos soltos e oferece às primeiras plantas um melhor local para enraizar.

Açúcares pegajosos unem a areia

Observadas ao microscópio, as crostas biológicas do solo, finas camadas vivas na superfície do terreno, revelam uma rede de filamentos bacterianos enrolados à volta de grãos de areia.

Para manter essa rede unida, as células libertam açúcares pegajosos entre os grãos, e esses açúcares endurecem até formar uma camada fina e coesa.

A crosta funciona como cola ao manter os grãos de areia unidos e ajudar a impedir que plantas invasoras se instalem. Pegadas, pneus e lavagens agressivas podem danificar a superfície, por isso construir crostas em grande escala também exige proteção a longo prazo.

O carbono começa a acumular-se

Ao longo do primeiro ano, a superfície tratada passou a reter nutrientes perto dos primeiros 2,5 centímetros, em vez de os deixar voar com a poeira.

Misturando-se com poeiras minerais em movimento, células mortas e açúcares libertados formaram matéria orgânica que ajudou a aprisionar azoto e fósforo.

À medida que os nutrientes se concentravam, mais microrganismos conseguiam alimentá-los, e a comunidade da crosta tornou-se mais difícil de perturbar.

Para as plântulas, essa alteração criou um ponto de partida melhor, mas a sobrevivência continuou a depender da chuva chegar no momento certo.

A água permanece mais tempo

Depois de chuvas curtas, uma zona coberta por crosta conservava a humidade mais perto da superfície, enquanto a areia nua ao lado secava rapidamente.

Os poros irregulares e os pigmentos escuros reduziram a evaporação, porque a água ficou sombreada e retida sob a camada fina.

Mesmo alguns dias extra de humidade podem ajudar gramíneas e arbustos a lançar raízes antes de o calor regressar.

Durante longos períodos de seca, a crosta viva pode entrar em dormência, pelo que os resultados dependem do clima e de uma calendarização cuidada.

A sucessão acrescenta parceiros

Com o tempo, a crosta deixou de ser composta sobretudo por microrganismos e passou a incluir uma cobertura mista, com líquenes e pequenas manchas de musgo.

Os líquenes deram à superfície maior resistência, e o seu crescimento lento ajudou a manter a crosta intacta durante ventos fortes e noites frias.

O musgo acrescentou altura e sombra, o que permitiu que pequenas bolsas de humidade persistissem e abrigassem novos microrganismos.

Quando esses parceiros mais tardios chegaram, o sistema tornou-se mais estável, embora os danos também demorassem mais a cicatrizar.

Um registo de 59 anos

Por detrás dos ensaios rápidos de hoje está um registo da China que acompanhou o crescimento da crosta ao longo de 59 anos de recuperação desértica.

Usando amostras de crosta com idades conhecidas, a equipa comparou locais intocados com parcelas tratadas com cianobactérias cultivadas em laboratório.

Os ganhos de nutrientes correspondiam aos microrganismos dominantes, e a introdução de cianobactérias encurtou um processo que durava décadas para apenas alguns anos.

Mesmo nos melhores casos, isso continuava a significar esperar dois a três anos por uma crosta madura e resistente à perturbação.

A erosão cai rapidamente

O vento fornece o teste mais duro, e a areia nua falha-o quando as rajadas se intensificam e levam os grãos embora.

Depois da pulverização com cianobactérias, os grãos ligados permaneceram no lugar porque a crosta os uniu, fazendo com que menos partículas fossem levantadas para o ar.

Ensaios de laboratório com uma crosta fabricada reduziram em mais de 90% a perda de solo provocada pelo vento, em condições controladas.

Menos areia em movimento pode traduzir-se em menos tempestades de areia e estradas mais duradouras, mas a crosta tem de resistir ao tráfego e à pressão do pastoreio.

Limites no terreno

Escalar este método para lá das parcelas obriga a decisões difíceis sobre onde pulverizar os microrganismos, uma vez que nem todas as dunas precisam de crosta.

As estirpes locais costumam lidar melhor com calor, sal e seca do que as importadas, por isso as equipas geralmente cultivam microrganismos recolhidos em desertos próximos.

Como a desertificação, ou seja, a perda de cobertura vegetal do terreno e a sua transformação em algo mais semelhante a deserto, tem muitas causas, as crostas não conseguem resolver o sobrepastoreio nem o uso indevido da água.

Sem proteção contra veículos e circulação intensa de pessoas, uma superfície restaurada pode desfazer-se, e a recuperação pode demorar anos.

O que muda a seguir

A construção rápida de crostas transforma o crescimento microbiano numa ferramenta prática, ligando o controlo da areia do deserto a uma restauração mais lenta, baseada em plantas.

A monitorização a longo prazo mostrará se a durabilidade, os benefícios e os efeitos secundários se mantêm em diferentes desertos e climas.