Atualmente, as turfeiras
cobrem cerca de 3% da massa terrestre da Terra e retêm pelo menos um terço do
carbono global do solo – mais carbono do que o armazenado nas florestas do
mundo.
As turfeiras são
particularmente boas em bloquear o carbono devido às condições frias, úmidas e
ácidas que preservam as camadas de profundidade de matéria vegetal antiga. Os
cientistas se interessaram muito por essas enormes reservas de carbono,
questionando quanto e com que rapidez as condições mais quentes e secas de um
pântano podem desencadear processos microbianos que liberam carbono na forma de
dióxido de carbono e metano no ar, promovendo o ciclo de aquecimento enquanto
os gases retêm o calor na atmosfera.
Entre nas respostas de abetos
e turfeiras do DOE sob ambientes em mudança, ou projeto SPRUCE, um experimento
único de manipulação de ecossistemas nas florestas do norte de Minnesota. A
SPRUCE usa uma série de gabinetes para expor grandes parcelas de turfeiras a
cinco temperaturas diferentes, com as câmaras mais quentes sofrendo um aumento
de cerca de 16°F acima e abaixo do solo. Metade dos compartimentos também
recebeu níveis elevados de dióxido de carbono.
Esse experimento futurista permite que os cientistas possam medir os efeitos das condições que esse ecossistema nunca havia experimentado antes, fornecendo um vislumbre dos possíveis climas futuros.
A turfa é um material de origem vegetal, parcialmente decomposto, encontrado em camadas, geralmente em regiões pantanosas e também sob montanhas (turfa de altitude). É formada principalmente por Sphagnum (esfagno, grupo de musgos) e Hypnum, mas também de juncos, árvores etc. Sob condições geológicas adequadas, transformam-se em carvão, através de emanações de metano vindo das profundezas e da preservação em ambiente anóxico. Por ser inflamável, é utilizada como combustível para aquecimento doméstico.
“Devido ao investimento do
DOE em um experimento em larga escala, pudemos estudar o aquecimento de todo o
ecossistema em uma faixa de temperaturas que não podem ser extrapoladas a
partir de dados históricos”, disse Paul Hanson, cientista do ecossistema do
ORNL e coordenador do projeto SPRUCE. “Ao fazer isso, temos evidências de que
serão esperadas perdas de carbono para a rápida mudança dos sistemas de
turfeiras no futuro”.
Hanson e seus colegas
examinaram três anos de dados do SPRUCE, acompanhando mudanças no crescimento
das plantas, níveis de água e turfa, atividade microbiana, crescimento de
raízes finas e outros fatores que controlam o movimento do carbono para dentro
e fora do ecossistema. Juntas, essas entradas e saídas compõem o que é
conhecido como orçamento de carbono.
O estudo constatou que em
apenas três anos, todas as parcelas de pântano aquecidas passaram de
acumuladores de carbono para emissores de carbono – marcando a primeira vez em
que parcelas de todo o ecossistema foram usadas para documentar essas mudanças.
Essa mudança fundamental na natureza do pântano ocorreu mesmo no nível mais
modesto de aquecimento (cerca de 4 graus F acima da temperatura ambiente) e
mostrou taxas de perda de carbono cinco a quase 20 vezes mais rápidas que as
taxas históricas de acumulação.
Temperaturas mais quentes traduzem-se diretamente em maiores emissões de carbono, com as parcelas aquecidas experimentalmente emitindo mais dióxido de carbono e metano. Os cientistas ficaram surpresos ao encontrar uma relação linear entre perda de calor e carbono.
Os gabinetes SPRUCE, altamente instrumentados, mediram o movimento do carbono através de parcelas de turfeiras, registrando que as turfeiras aquecidas passaram de acumuladores de carbono para emissores de carbono.
“Esta é uma relação muito
estreita para dados biológicos”, disse Hanson. “Esses resultados estavam dentro
do intervalo de hipóteses em que nos permitimos pensar, mas a sensibilidade da
perda de carbono à temperatura foi uma surpresa”.
O declínio do musgo esfagno,
uma espécie chave neste ecossistema, contribuiu notavelmente para a perda
líquida de carbono. Um estudo anterior do colega do Norn Richard Richardby
detalhou o papel do esfagno na acumulação de carbono na turfa e sua
deterioração potencialmente irreversível à medida que o aquecimento seca os
pântanos.
Os dados do SPRUCE informarão um novo modelo de zona úmida para uso potencial no projeto Modelo de Sistema Terrestre Exascale de Energia do DOE, que usa computação de alto desempenho para simular e prever mudanças ambientais importantes para o setor de energia. O modelo das zonas úmidas previu com precisão os efeitos da temperatura, mas superestimou o impacto do dióxido de carbono elevado em comparação com os dados do SPRUCE, que não mostraram efeitos significativos no nível do ecossistema após três anos de tratamento.
Os coautores são Paul Hanson, Natalie Griffiths, Colleen Iversen, Richard Norby, Jana Phillips, Avni Malhotra, Keith Oleheiser, Jeffrey Warren, Xiaoying Shi, Xiaohuan Yang, Jiafu Mao e Daniel Ricciuto da ORNL; Stephen Sebestyen e Randall Kolka do Serviço Florestal do Departamento de Agricultura dos EUA e Jeffrey Chanton da Universidade Estadual da Flórida.
Esta pesquisa é apoiada pelo programa de Pesquisa Biológica e Ambiental do Departamento de Ciência do DOE. O projeto SPRUCE está localizado na Floresta Experimental Marcell do Serviço Florestal do USDA.
O solo e as alterações climáticas.
O solo é um elemento
importante — e muitas vezes esquecido — do sistema climático. É o segundo maior
«armazém», ou «sumidouro», de carbono, a seguir aos oceanos. Consoante as
regiões, as alterações climáticas podem levar a um maior armazenamento de
carbono nas plantas e no solo devido ao crescimento da vegetação, ou a uma
maior libertação de carbono para a atmosfera. A recuperação de ecossistemas
terrestres essenciais e o uso sustentável do solo nas zonas urbanas e rurais
podem ajudar-nos a atenuar as alterações climáticas e a adaptar-nos a elas.
Turfeiras são compostas por
espessas camadas de matéria orgânica parcialmente decomposta, que se formou ao
longo de milhares de anos, elas armazenam muito carbono. Os incêndios são um problema
regular para a Indonésia durante os meses de verão e este ano, novamente, eles
chegaram às manchetes.
A UT-Battelle gerencia o Laboratório Nacional de Oak Ridge para o Office of Science do DOE, o maior apoiador de pesquisas básicas em ciências físicas nos Estados Unidos. O Departamento de Ciência do DOE está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais prementes do nosso tempo. Para mais informações, visite https://energy.gov/science. (ecodebate)
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