Uma fonte significativa de gases de efeito estufa começou a vazar para a atmosfera da Terra a partir de um local improvável. Acima do Círculo Ártico, a terra congelada durante dezenas de milhares de anos começou a descongelar pela primeira vez. Estimativas atuais indicam que o solo perenemente congelado, chamado permafrost, contém mais do dobro da quantidade de carbono presente na atmosfera de hoje. Como o permafrost degela, uma enorme quantidade desse carbono armazenado poderia ser liberada como dióxido de carbono ou gás metano.
Em ambientes mais temperados, a maior parte do carbono em plantas mortas volta relativamente rápido para a atmosfera graças à ação de micróbios que decompõem materiais orgânicos. No entanto, os restos de plantas mortas acumularam-se durante milénios nos solos permafrost e sedimentos em regiões como a encosta norte do Alasca e Sibéria.
“Uma vez que o material orgânico é incorporado no permafrost, está praticamente fora do sistema. É como manter os alimentos no congelador – a taxa de decomposição é drasticamente reduzida”, disse Julie Jastrow, uma ecologista do Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE).
“Enquanto o solo ou sedimento permanecer congelado, há muito pouca ação microbiana para decompor a matéria orgânica”, acrescentou Jastrow. “Uma vez que o solo começa a descongelar, porém, a atividade microbiana aumentará, e à medida que os micróbios se alimentam das matérias orgânicas, parte do carbono será liberado para a atmosfera. A preocupação é que essa fonte adicional de gases de efeito estufa acelere o processo de aquecimento, levando a um descongelamento ainda maior do permafrost”
Os ciclos de congelamento-descongelamento associados à tundra ártica produzem um fenômeno conhecido como crioturbaão, no qual as camadas superiores do solo se agitam juntamente com as camadas inferiores. De acordo com Jastrow, há milhares de anos atrás este processo transportava plantas mortas para baixo através do sedimento para o permafrost antes que pudessem ser decompostas.
“A questão é que há muito carbono relativamente fácil de decompor que está enterrado lá em baixo, mas que está protegido por estar num estado congelado. Se descongelar e os micróbios actuarem sobre ele, então – tal como a queima de combustíveis fósseis – você vai libertar carbono que esteve fora do ciclo global durante muito tempo, e que não pode realmente ser colocado de volta de onde veio. O que ainda não sabemos é quanto desse antigo carbono será liberado, a que velocidade e em que forma – dióxido de carbono ou metano?”, disse ela.
Para pesquisadores e formuladores de políticas preocupados com as mudanças climáticas, um aspecto particularmente preocupante do degelo do permafrost reside no fato de que esses solos e sedimentos normalmente contêm uma grande quantidade de gelo. Se a água do descongelamento do gelo for drenada, as emissões de carbono serão na sua maioria dióxido de carbono. Mas em áreas pouco drenadas, podem ser emitidos lagos de água e uma quantidade significativa de metano. Quando o carbono é liberado como metano, ele irá gerar 25 vezes o efeito de aquecimento ao longo de um século que seria produzido por sua liberação como dióxido de carbono.
Jastrow e seus colegas em Argonne e na Universidade do Alasca-Fairbanks recolheram amostras de solos permafrost da encosta norte do Alasca entre a cordilheira de Brooks e a baía de Prudhoe. Ao examinar de perto as formas químicas de carbono e minerais nos solos permafrost e ao observar o comportamento dos micróbios que se alimentam do carbono à medida que esses solos são lentamente aquecidos sob diferentes condições de drenagem, os pesquisadores planejam desenvolver indicadores de decompossibilidade e modelos preditivos que podem ser usados para melhor antecipar o destino do carbono no degelo permafrost.
A pesquisa Argonne se concentrará no terreno em toda a região permafrost do norte, que inclui shrubland, floresta boreal e turfeiras abaixo do Círculo Ártico, além da tundra. “Nosso mandato é olhar tanto para a quantidade de carbono quanto para sua potencial decomponibilidade”. Os pesquisadores da Permafrost acreditam agora que há significativamente mais carbono nessas regiões do que a maioria das pessoas pensava anteriormente, mas ainda temos apenas estimativas muito grosseiras”, disse ela.
Ultimamente, os esforços de Argonne apoiarão o objetivo do DOE de desenvolver modelos climáticos que possam prever melhor os impactos para diferentes biomas. A compreensão dos comportamentos de longo prazo dos ecossistemas terrestres requer um quadro mais abrangente dos diferentes factores que controlam como os ciclos de carbono entre a terra e a atmosfera em diferentes regiões. “Somos frequentemente confrontados com a questão de se as nossas medições estão desligadas ou os nossos modelos estão desligados, e tipicamente são alguns de ambos”, disse Jastrow.
Os estudos de Argonne fornecerão os valiosos dados de “veracidade do solo” necessários para testar e melhorar os modelos do ciclo do carbono que estão sendo desenvolvidos para as regiões de permafrost. Pesquisas futuras envolverão a amostragem de mais locais, particularmente em áreas baixas que são mais úmidas e menos acessíveis, já que a DOE continua seu esforço para acoplar modelos de carbono com modelos climáticos.