Permafrost com grande volume de gelo
em colapso. FOTO: A. Balser. Extraído do artigo The irreversible emissions
of a permafrost ‘tipping point’, publicado no site carbonbrief.org
O permafrost
(pergelissolo em português) é um tipo de solo predominante no Círculo Polar
Ártico, que constitui um gigantesco reservatório de carbono e ocupa um quarto da
superfície terrestre do Hemisfério Norte.
À medida
em que a temperatura do planeta aumenta, cresce o risco de terras do permafrost
sofrerem degelo por longos períodos, o que implica na liberação de gás
carbônico e metano, gases que contribuem para o aquecimento atmosférico.
Formado por
terra, gelo e rochas, o permafrost abrange uma área de cerca de 13
milhões de quilômetros quadrados. Se caracteriza por um solo submetido ao
congelamento por pelo menos dois anos seguidos. Com uma espessura de gelo
variando de 1 metro a mais de 1 quilômetro, o permafrost é coberto por
uma “camada ativa” que anualmente se descongela e se recongela.
O
aquecimento climático ameaça a estabilidade deste solo permanentemente congelado.
À medida em que a temperatura aumenta, o pergelissolo vai derretendo, mas não
chega a se fundir. É um imenso reservatório de carbono porque contém grandes
quantidades de matéria orgânica congelada. São restos de plantas, animais e
micróbios que se acumularam ao longo de milhares de anos.
Se alguns
cientistas veem no degelo continuado de áreas do permafrost um “ponto de
ruptura” -em que as condições climáticas podem tornar irreversíveis alterações
em partes da Terra-, outros sugerem que o derretimento dessas áreas pode ser freado
se a mudança do clima for atenuada.
Um estudo
na NASA mostrou que a última década (2000-2019) foi a mais quente já
registrada. As temperaturas no Ártico aumentam duas vezes mais rápido que a temperatura
média global, causando degelo do permafrost em diversos lugares e emissões
de CO2 e CH4 (metano), pela decomposição de matéria orgânica armazenada sob o
gelo. Ao longo de cem anos, o efeito estufa causado pelo CH4 é em média 32
vezes maior que o do CO2, embora este último seja quantitativamente mais importante
a longo prazo.
A questão
é saber qual o impacto do pergelissolo em futuras emissões de carbono, caso ele
sofra um descongelamento contínuo. Há um ponto de ruptura que leve a uma
aceleração do degelo? Cientistas estimam que a quantidade de carbono estocado
do pergelissolo é duas vezes maior do que aquela circulando na atmosfera, ou
seja, entre 1.460 e 1.600 bilhões de toneladas.
Embora a
maior parte deste carbono esteja aprisionada sob a camada de gelo do permafrost,
mesmo a liberação de uma pequena parte representaria emissões comparáveis às de
outros fluxos ambientais como o desmatamento de biomas naturais.
Estima-se
que tais emissões seriam de uma ordem de grandeza abaixo das emissões causadas
pela queima de combustíveis fósseis até o final do século. A área de permafrost
próximo da superfície deve encolher de 2 a 66% no melhor cenário (RCP2.6)
projetado pelo IPCC para 2100, e de 30 a 99% no pior cenário (RCP8.5).
No
entanto, pesquisas recentes sugerem que se o aumento de temperatura for
desacelerado e interrompido, o derretimento do pergelissolo se atenuará,
limitando emissões suplementares.
Porém, “tal qual um trem de carga em movimento, que, mesmo com seus freios acionados continua se movendo por uma longa distância, o degelo prosseguirá por um bom tempo e as emissões a ele relacionadas idem”, explica Christina Schädel, professora do Centro de Ciências de Ecossistemas e Sociedade da Northern Arizona University.
Porém, “tal qual um trem de carga em movimento, que, mesmo com seus freios acionados continua se movendo por uma longa distância, o degelo prosseguirá por um bom tempo e as emissões a ele relacionadas idem”, explica Christina Schädel, professora do Centro de Ciências de Ecossistemas e Sociedade da Northern Arizona University.
“A
contribuição final das emissões de carbono do permafrost para a mudança
climática depende de vários fatores: a quantidade de carbono emitido na forma
de CO2 ou CH4, por exemplo, e em que medida a vegetação compensará essa perda”, diz Schädel.
Ela é
autora do artigo The irreversible emissions of a permafrost ‘tipping point’
(“Emissões irreversíveis de um pergelossolo em ‘ponto de ruptura’”), dentro da
série Tipping Points, organizada pelo site carbonbrief.org.
O permafrost
pode conter até 80% de gelo e sua degradação pode ocorrer gradualmente ou pelo
colapso do solo em degelo. Nos dois casos há liberação de carbono para a
atmosfera. Temperaturas do ar mais altas podem promover descongelamento
progressivo ou de forma abrupta e imprevisível.
O colapso
do solo dá lugar a uma paisagem marcada por lagos “thermokarst”, com águas oriundas
de fontes, chuva e neve, um ambiente de alta umidade que favorece a liberação de
metano.
Com o degelo do permafrost
os microrganismos que vivem neste solo passam a consumir o carbono estocado,
liberando no processo altas quantidades de metano. Pelo seu alto
potencial de efeito estufa, emissões de metano são fonte de preocupação dos
climatologistas, que temem o agravamento do aquecimento global. Entretanto,
cientistas da Purdue University, Indiana (EUA), afirmam que as emissões
líquidas de carbono são bem inferiores às quantidades estimadas anteriormente.
“O degelo
do pergelissolo provoca um aumento da produção de metano em áreas úmidas, mas
também possibilita um maior consumo em áreas de montanha”, declara Qianlai
Zhuang, professor de ciências da terra, da atmosfera e dos planetas da Purdue
University.
Solos
secos e mineralizados de terras altas ocupam 87% da superfície terrestre do
Ártico e são ricos em micróbios “metanotróficos” -grupos de bactérias que
utilizam o metano atmosférico como fonte de energia-, diz Zhuang. “Os metanotróficos
necessitam de altas concentrações de metano para sobreviver e se reproduzir”,
explica o professor.
O grupo de
pesquisa liderado por Zhuang descobriu, ainda, novos metanotróficos nas terras minerais
altas do Ártico, que podem se reproduzir consumindo metano em concentração
atmosférica. Esses micróbios de alta afinidade agem como um sumidouro de metano.
Os pesquisadores incluíram estes microrganismos em um modelo biogeoquímico e
obtiveram uma redução significativa das emissões regionais líquidas de metano.
Seus
resultados foram publicados na revista Nature Climate Change em março de
2020 e se aproximam da evolução observada recentemente dos níveis de metano no
Ártico, onde as emissões de fato aumentaram, mas sem um impacto na concentração atmosférica acumulada tão grande como previsto em estudos anteriores.
Os
pesquisadores da Purdue University estimam que, assim como indicam
outros trabalhos, as emissões de CH4 do Ártico crescerão até o final do século,
mas sem um impacto tão importante sobre o clima, graças à presença de
metanotróficos de alta afinidade, que, sob um clima mais quente, sobrevivem
melhor do que os micróbios metanogênicos.
Eles
advertem, porém, que suas previsões partem de certos pressupostos sobre a
dinâmica das planícies úmidas e das terras altas mais secas, as quais, por sua
vez, dependem do cenário de emissões em outras regiões do planeta, que podem
intensificar ou atenuar o aquecimento no permafrost Ártico.
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