Permafrost: micróbios e polifenóis podem libertar mais gases com efeito de estufa

Com o agravamento contínuo das alterações climáticas, zonas da Sibéria, do Alasca ou do Norte do Canadá estão cada vez mais sob pressão, apesar de assentarem sobre um subsolo que permanece congelado há milénios. Nestes solos de permafrost não existe apenas carbono antiquíssimo: há também milhares de milhões de micróbios que, quando o degelo começa, podem voltar a funcionar a todo o gás. Estudos recentes sugerem agora que estes microrganismos poderão emitir muito mais gases com efeito de estufa do que muitos modelos climáticos têm assumido.

O que está escondido no permafrost

Permafrost - o termo técnico para solo permanentemente gelado - é o solo que se mantém congelado, sem interrupção, durante pelo menos dois anos seguidos, embora muitas vezes permaneça assim durante milhares de anos. Encontra-se sobretudo nas latitudes elevadas do hemisfério norte, mas também em zonas montanhosas, como os Alpes.

Nestes terrenos acumulam-se quantidades enormes de matéria orgânica: restos de plantas, raízes, antigos pântanos e turfeiras, por vezes congelados desde a última era glaciar. As estimativas indicam que o permafrost retém mais do dobro do carbono atualmente existente em toda a atmosfera terrestre. Enquanto o solo se mantém gelado, esse carbono fica em grande medida aprisionado.

"O solo gelado funciona como um gigantesco cofre de carbono - mas o cofre está a começar a descongelar."

Quando a temperatura sobe, o subsolo começa a descongelar. O gelo no interior do solo derrete, o terreno pode abater, formam-se lagos e algumas encostas tornam-se instáveis. Contudo, o ponto decisivo é que os microrganismos entram em ação, porque passam a encontrar alimento, água líquida e temperaturas adequadas.

Como os micróbios transformam carbono antigo em novos gases do clima

Ao decompor a matéria orgânica, estes micróbios geram dióxido de carbono (CO₂) quando existe oxigénio disponível, ou metano (CH₄) quando a decomposição ocorre em ambientes húmidos e pobres em oxigénio - por exemplo, sob camadas de lodo ou em poças e charcos recém-formados.

Ambos os gases intensificam o efeito de estufa. O metano, sobretudo nas primeiras décadas após a sua libertação, tem um efeito de aquecimento muito mais forte do que o dióxido de carbono. É por isso que os investigadores falam de uma retroalimentação perigosa: mais aquecimento descongela mais permafrost; mais permafrost descongelado liberta mais gases com efeito de estufa; e esses gases aceleram ainda mais o aquecimento.

• Dióxido de carbono (CO₂): forma-se na decomposição na presença de oxigénio e permanece durante muito tempo na atmosfera.
• Metano (CH₄): forma-se sobretudo debaixo de água ou em solos muito encharcados e, a curto prazo, tem um impacto climático muito superior.
• Óxidos de azoto: podem também ser libertados em quantidades menores.

Os modelos climáticos têm tentado incluir estes mecanismos nos seus cálculos. No entanto, muitos partiram do pressuposto de que uma parte do carbono permaneceria pouco acessível no solo, porque certas substâncias seriam, alegadamente, pouco “apetecíveis” para os micróbios.

Novo estudo: micróbios menos seletivos do que se pensava

É precisamente aqui que entra um trabalho de uma equipa da Universidade do Colorado, publicado numa revista científica de microbiologia. O grupo concentrou-se numa família específica de substâncias: os chamados polifenóis. São compostos vegetais complexos, presentes também no chá, no café ou nas bagas, e que no solo podem ficar parcialmente integrados de forma estável.

Durante muito tempo prevaleceu a ideia de que os polifenóis “blindavam” uma parte do carbono no solo congelado. A hipótese era que poderiam dificultar a decomposição de outros compostos ou que eles próprios seriam pouco degradáveis. Em alguns conceitos de armazenamento de carbono, chegou mesmo a surgir a proposta de introduzir deliberadamente este tipo de substâncias em solos em degelo, com o objetivo de travar os processos.

As experiências agora apresentadas apontam noutro sentido. Em laboratório, os investigadores reproduziram condições de degelo do permafrost, expuseram amostras de solo a diferentes misturas e acompanharam a atividade microbiana. O resultado: mesmo com pouco oxigénio, os micróbios do solo conseguem decompor polifenóis - e de forma muito mais eficaz do que se supunha.

"As reservas de carbono supostamente "protegidas" revelam-se uma despensa adicional para os micróbios - com consequências para o clima."

Isto significa que, com o descongelamento, não são apenas atacadas as fontes de carbono mais “simples” e imediatamente disponíveis. Compostos orgânicos mais complexos, antes considerados relativamente estáveis, também podem passar a ser degradados. O carbono aí contido pode, então, acabar na atmosfera sob a forma de CO₂ ou metano.

Porque é que isto pode aumentar as emissões de gases com efeito de estufa

Até aqui, muitas estimativas de emissões associadas ao degelo do permafrost assumiam que uma fração do carbono permaneceria no solo durante muito tempo, por os micróbios não a conseguirem utilizar - ou por o fazerem apenas muito lentamente. Se esse “efeito de proteção” for menor, o balanço torna-se claramente mais desfavorável.

Os novos dados sugerem que:

• mais carbono orgânico está biologicamente acessível do que é assumido em muitos modelos,
• os micróbios são mais ativos em zonas pobres em oxigénio do que se considerava,
• o degelo do permafrost pode alimentar emissões de gases com efeito de estufa durante mais tempo e com maior intensidade.

Ainda não é possível indicar com seriedade valores concretos de quanto CO₂ ou metano adicional poderia ser gerado globalmente. Para isso, são necessárias mais campanhas de medição no terreno, observações de longo prazo e modelos mais refinados. O que já se torna claro, porém, é que o estudo não reduz as expectativas - empurra-as para cima.

A ideia de “congelar” carbono começa a vacilar

Parte da comunidade científica tinha esperança de que fosse possível usar o permafrost em degelo como uma espécie de armazenamento, influenciando quimicamente os processos no solo. Uma das hipóteses passava por introduzir substâncias como polifenóis para reduzir a atividade microbiana e, assim, reter mais carbono no solo.

Os novos resultados colocam essa estratégia sob suspeita. Se, afinal, os micróbios também aproveitam essas substâncias, a sua adição poderia até acelerar a decomposição no final. Isso seria o oposto do efeito pretendido.

"Em vez de travão no ciclo do carbono, os polifenóis podem tornar-se um acelerador em solos em degelo."

Cada vez mais investigadores defendem que não se deve confiar em truques técnicos ou bioquímicos no permafrost. A forma mais robusta de limitar emissões adicionais no extremo norte continua a ser travar ao máximo o aquecimento global - sobretudo com uma saída rápida dos combustíveis fósseis.

O que o degelo do permafrost significa para o dia a dia

Para quem vive longe do Árctico, o tema pode parecer abstrato. Ainda assim, as consequências chegam ao quotidiano, incluindo na Europa Central:

• Mais fenómenos meteorológicos extremos: mais gases com efeito de estufa reforçam o aquecimento; aumentam as ondas de calor, a precipitação intensa e as secas.
• Subida do nível do mar: cada tonelada adicional de CO₂ e metano acelera, a longo prazo, o degelo de glaciares e mantos de gelo.
• Infraestruturas no norte: casas, estradas e oleodutos/gasodutos em regiões de permafrost tornam-se instáveis quando o terreno descongela.
• Ecossistemas: turfeiras, florestas e tundra deslocam-se; muitas espécies perdem habitat.

A componente amplificadora do metano faz do permafrost um fator de risco que a política climática tem considerado apenas de forma limitada. Muitos orçamentos nacionais de emissões contabilizam sobretudo as emissões humanas da energia, dos transportes e da agricultura, enquanto as retroalimentações de sistemas naturais ficam em segundo plano.

Termos que aparecem com frequência no debate sobre permafrost

O que significa “aquecimento global”

Quando os cientistas falam de aquecimento global, referem-se ao aumento de longo prazo da temperatura média perto da superfície da Terra. Esse aumento pode ser medido de forma clara desde o início da industrialização e está ligado, acima de tudo, ao forte crescimento das emissões de gases com efeito de estufa provocadas pelo ser humano.

Permafrost em linguagem simples

Permafrost é solo que permanece permanentemente congelado. Pode tratar-se de poucos metros ou de várias centenas de metros de profundidade. No verão, só a camada superior descongela parcialmente - a chamada camada ativa (camada de descongelamento sazonal). À medida que o aquecimento avança, o degelo penetra cada vez mais fundo e traz à superfície materiais com milhares de anos.

Dióxido de carbono, explicado de forma breve

O dióxido de carbono é um gás incolor que surge quando se queimam carvão, petróleo, gás e madeira, e também está presente no ar que expiramos. Em pequenas quantidades, faz parte do ciclo natural. Porém, devido à indústria, aos transportes e à agricultura, hoje entra na atmosfera muito mais CO₂ do que as plantas e os oceanos conseguem absorver.

O que se entende por “atmosfera”

A atmosfera é a camada de ar que envolve a Terra. É composta maioritariamente por azoto e oxigénio, além de gases vestigiais como o árgon, o dióxido de carbono e o vapor de água. Os gases com efeito de estufa funcionam ali como uma espécie de manta: retêm parte da radiação térmica que a Terra libertaria para o espaço e, assim, contribuem para um clima mais quente.

Como a investigação e a política devem reagir agora

Para a investigação, a nova evidência significa que o permafrost tem de passar ainda mais para o centro das atenções. Redes de medição em regiões árcticas, estudos de campo em lagos em degelo e em deslizamentos de vertentes, bem como análises de solo com técnicas modernas de genética e de química, ganham importância. Só assim será possível quantificar de forma mais realista as emissões futuras.

Para a política, a lição é inequívoca: retroalimentações como o degelo do permafrost não podem continuar a ser tratadas como um cenário distante nos planos climáticos. Aumentam o risco de ultrapassar limites de temperatura acordados, mesmo que os Estados cumpram as suas promessas. Metas mais ambiciosas para abandonar carvão, petróleo e gás reduzem esse risco de forma percetível.

Em paralelo, cresce a responsabilidade dos países do Norte global. Muitas das regiões onde o permafrost está a descongelar ficam longe das grandes metrópoles, mas os efeitos acabam por afetar milhares de milhões de pessoas. Quanto melhor se compreende a ligação entre subsolo em degelo, atividade microbiana e gases do clima, mais evidente se torna: o que acontece no solo da Sibéria ajuda a determinar calor, colheitas e extremos meteorológicos em Berlim, Viena ou Zurique.

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