Um experimento inovador de uma década no sopé das montanhas de Sierra Nevada, na Califórnia, mostra que os estoques de carbono enterrados no subsolo são vulneráveis ​​às mudanças climáticas. 

Por DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory com informações de Science Daily.

Um estudo recente liderado por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) e da Universidade de Zurique revelou que os compostos orgânicos propostos para o sequestro de Carbono em solos profundos são altamente vulneráveis ​​à decomposição sob o aquecimento global.

A descoberta tem implicações para uma estratégia chave na gestão do carbono que depende do solo e das florestas – “sumidouros” naturais de carbono – para mitigar o aquecimento global.

Cerca de 25% das emissões globais de carbono são capturadas por florestas, pastagens. Durante a fotossíntese, as plantas armazenam carbono em suas paredes celulares e no solo. Devido aos ricos estoques de carbono de décadas passadas, os solos contêm duas vezes mais carbono do que a atmosfera, e os subsolos mais profundos (mais de 8 polegadas ou 20 centímetros) respondem por aproximadamente metade do carbono do solo. Mas à medida que as populações globais aumentam, também aumentam nossas demandas por novas terras agrícolas e madeira. A pesquisa mostra que perturbar o mundo natural para o comércio tem um preço: o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas alertou que as emissões do desmatamento e da agricultura representam cerca de um quinto dos gases de efeito estufa globais.

“Nosso estudo mostra que a mudança climática afetará todos os aspectos do carbono do solo e da ciclagem de nutrientes. Também mostra que, em termos de sequestro de carbono, não há solução milagrosa. Se queremos que o solo sustente o sequestro de carbono em um mundo em aquecimento, precisaremos de melhores práticas de manejo do solo, o que pode significar uma perturbação mínima dos solos durante o manejo florestal e a agricultura”, disse Margaret Torn, cientista sênior da Área de Ciências da Terra e Ambientais do Berkeley Lab e autora sênior do estudo.

Em 2021, Torn e sua equipe de pesquisa forneceram a primeira evidência física de que temperaturas mais altas levam a uma queda significativa nos estoques de carbono armazenados em solos florestais profundos – uma perda de 33% em cinco anos.

No novo estudo, Torn e o primeiro autor, Cyrill Zosso, da Universidade de Zurique, revelam uma imagem mais clara do solo em um mundo em aquecimento. Desta vez, a equipe de pesquisa é a primeira a mostrar que temperaturas mais altas levam a uma queda significativa nos compostos de carbono orgânico do solo que são criados pelas plantas durante a fotossíntese.

Durante um experimento na Blodgett Forest Research Station da Universidade da Califórnia, no sopé das montanhas de Sierra Nevada, os pesquisadores usaram hastes de aquecimento verticais para aquecer continuamente terrenos de 1 metro de profundidade (três pés de profundidade) em 4 graus Celsius ( 7 graus Fahrenheit). Essa é a quantidade de aquecimento projetada até o final do século 21 ^se as emissões de gases de efeito estufa permanecerem altas.

Eles descobriram que apenas 4,5 anos de aquecimento nessa temperatura levaram a grandes mudanças nos estoques de carbono a uma profundidade de mais de 30 centímetros (ou aproximadamente 12 polegadas) abaixo da superfície do solo.

Durante experimentos espectroscópicos na Universidade de Zurique, Zosso identificou os compostos orgânicos afetados pelo aquecimento.

Os resultados foram chocantes: uma perda de 17% em lignina – os compostos que dão rigidez às plantas – e uma perda de quase 30% em cutina e suberina, os compostos cerosos nas folhas, caules e raízes que protegem as plantas de patógenos.

Torn e Zosso também ficaram surpresos ao encontrar uma diferença significativa na quantidade de “carbono pirogênico” nas amostras de solo que foram aquecidas artificialmente em relação às que não foram. O carbono pirogênico é um tipo de carbono orgânico do solo derivado da vegetação carbonizada e outros restos de matéria orgânica deixados na sequência de um incêndio florestal.

Muitos pesquisadores assumem que o carbono pirogênico tem o maior potencial para servir como uma forma muito estável de carbono sequestrado. “Encontramos muito menos carbono pirogênico nos solos profundos quando eles foram aquecidos”, disse Torn.

“O carbono pirogênico pode permanecer no solo por décadas ou mesmo séculos, mas precisamos entender sua vulnerabilidade ao aquecimento ou a mudanças no manejo da terra. Nosso estudo sugere que esse material se decompôs tão rápido quanto qualquer outra coisa quando o solo foi aquecido, ” Torn explicou. “Isso mostra que, quando você coloca o material profundamente no solo, onde está em contato com minerais e micróbios, esses sistemas naturais decompõem o material ao longo do tempo”.

A seguir, os pesquisadores planejam reamostrar o solo do estudo para determinar como nove anos de aquecimento afetam a composição e a saúde do solo. Um novo experimento de aquecimento de pastagens no Point Reyes National Seashore, no norte da Califórnia, também está no horizonte. “Também estamos organizando todos os experimentos mundiais de aquecimento do solo profundo (ou aquecimento do solo total) para compartilhar dados e know-how e conduzir a síntese dos dados para ver o que podemos aprender”, disse Torn.

Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science (Escritório de Pesquisa Biológica e Ambiental) e pela Swiss National Science Foundation.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory . Original escrito por Theresa Duque. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.

Referência do periódico :
Cyrill U. Zosso, Nicholas O. E. Ofiti, Margaret S. Torn, Guido L. B. Wiesenberg, Michael W. I. Schmidt. Rapid loss of complex polymers and pyrogenic carbon in subsoils under whole-soil warming. Nature Geoscience, 2023; 16 (4): 344 DOI: 10.1038/s41561-023-01142-1