O Ártico está a aquecer muito mais rapidamente do que o resto do planeta, e um novo estudo publicado na Science Advances sugere que este aquecimento poderá transformar uma das maiores reservas naturais de carbono da Terra mais cedo do que os cientistas pensavam. Os investigadores dizem que os solos do norte acima de 30°N, incluindo vastas áreas de permafrost, podem deixar de absorver carbono e passar a libertá-lo por volta de 2050, quando o carbono congelado for levado em conta. As descobertas desafiam uma suposição basic em muitos modelos climáticos, que atualmente consideram apenas as camadas superiores do solo e ignoram enormes quantidades de carbono antigo enterrado muito mais profundamente no subsolo. Esse carbono oculto, dizem os cientistas, poderá tornar o Árctico um contribuinte muito mais forte para as alterações climáticas nas próximas décadas.
Por que os estoques de carbono congelado da Terra podem não absorver CO2 para sempre
Durante anos, os modelos climáticos presumiram que as terras do norte continuariam a agir como uma gigantesca esponja de carbono durante grande parte deste século. Embora o aumento das temperaturas possa descongelar o solo congelado e libertar gases com efeito de estufa, também pode encorajar as plantas a crescer mais rapidamente e a absorver mais dióxido de carbono da atmosfera. No geral, muitos modelos sugeriram que estas regiões continuariam a ser um absorvedor líquido de carbono.Mas o novo estudo diz que o quadro está incompleto. Os investigadores argumentam que os modelos actuais ignoram largamente enormes reservas de carbono antigo enterrado nas profundezas do subsolo em turfeiras e depósitos de Yedoma, um tipo de permafrost rico em gelo encontrado principalmente na Sibéria, no Alasca e em partes do Canadá.Os autores escrevem que estas omissões “levam a uma subestimação da extensão do permafrost e dos estoques de carbono em altas latitudes” e dificultam a compreensão de como o degelo afeta a liberação futura de carbono. Eles observam que a turfa rica em carbono pode estender-se até cerca de 10 metros abaixo da superfície, enquanto os depósitos de Yedoma podem atingir profundidades de cerca de 20 metros.
O que os pesquisadores mudaram
Para resolver este problema, os cientistas atualizaram o modelo de superfície terrestre ORCHIDEE-MICT. Em termos simples, eles ensinaram o modelo a reconstruir como o carbono se acumulou no subsolo ao longo de milhares de anos.A nova versão simula a formação de depósitos profundos de Yedoma desde a última period glacial e o desenvolvimento das turfeiras do norte durante o Holoceno, o período geológico que começou há cerca de 11.700 anos. Inclui estimativas mais realistas de carbono enterrado sob terras ao norte de 30°N.Os investigadores realizaram então simulações históricas cobrindo o período de 1900 a 2014 e projectaram as condições futuras de 2015 a 2100 sob três cenários de percursos socioeconómicos partilhados, que são amplamente utilizados pelos cientistas do clima para representar diferentes futuros possíveis. Eles compararam esses resultados com versões mais antigas do modelo para ver como a inclusão do carbono profundo mudou as perspectivas.
A principal descoberta
O modelo atualizado mostrou que os solos do norte armazenavam, na verdade, muito mais carbono antes da period industrial do que os modelos padrão sugeriam anteriormente. Mas isso também significa que há mais carbono disponível para escapar à medida que o Ártico aquece.À medida que o solo congelado derrete mais profundamente no solo, os micróbios começam a decompor a matéria orgânica que permaneceu congelada durante milhares de anos. Essa decomposição libera dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera.As simulações mostram que a capacidade do Árctico para absorver carbono enfraquece constantemente ao longo deste século. Por volta da década de 2050, as terras do Norte poderão começar a libertar mais carbono do que absorvem, passando efectivamente de ajudantes climáticos a amplificadores climáticos.Nas versões anteriores do modelo, essa mudança foi projetada para ocorrer mais tarde, depois de meados do século.
O que está impulsionando a mudança
De acordo com o estudo, grande parte da perda adicional de carbono vem das camadas profundas do permafrost, especialmente dos depósitos de Yedoma. À medida que as temperaturas aumentam, a “camada activa” – a camada superior do solo que descongela todos os verões – torna-se gradualmente mais espessa.Pense nisso como abrir lentamente um freezer gigante. Quanto mais profundo o degelo atinge, mais o materials orgânico antigo fica exposto aos micróbios, que começam a decompô-lo e a liberar gases de efeito estufa.Explicando as descobertas, os pesquisadores escreveram:“Esta maior perda de carbono do solo nas simulações atualizadas é impulsionada principalmente pela degradação gradual do carbono profundo do permafrost, particularmente dos depósitos de Yedoma, que ficam cada vez mais expostos à medida que a espessura da camada ativa se aprofunda mais rapidamente após meados do século XXI.”Eles também enfatizaram que a falta de depósitos profundos “dificulta a nossa compreensão” de como o espessamento da camada ativa afeta a decomposição futura do carbono.
Por que o resultado ainda pode ser conservador
Os investigadores alertam que as suas estimativas podem, na verdade, subestimar o problema porque vários processos importantes não foram totalmente incluídos no modelo.Um exemplo é o degelo abrupto. Em vez de derreter gradualmente, parte do permafrost pode entrar em colapso repentinamente, expondo grandes quantidades de carbono antigo à decomposição.Outro processo envolve lagos termocársticos. Esses lagos se formam quando o solo rico em gelo derrete e cria depressões que se enchem de água. Como a água transfere calor de forma mais eficaz do que o solo congelado, o permafrost circundante descongela mais rapidamente, criando um ciclo de suggestions que pode libertar ainda mais gases com efeito de estufa.Incêndios florestais, mudanças na vegetação, ciclos de nutrientes e dinâmica do gelo subterrâneo também não foram totalmente representados. Todos estes factores poderão aumentar as emissões futuras.O primeiro autor, Yi Xi, disse à Scientific American que essas reservas vulneráveis de carbono estão “além de uma profundidade de três metros”, destacando a quantidade de carbono que existe abaixo da zona que muitos modelos climáticos consideram atualmente.
Por que os cientistas estão preocupados
As regiões do permafrost são frequentemente descritas como gigantescos congeladores naturais que preservam plantas e animais mortos que se acumularam ao longo de milhares de anos. Enquanto o solo permanecer congelado, esse carbono permanecerá trancado.Mas assim que o solo congelado começa a descongelar, os micróbios começam a decompor a matéria orgânica e a libertar dióxido de carbono e metano na atmosfera.Isso cria um ciclo de auto-reforço. Mais aquecimento causa mais degelo, o que libera mais gases de efeito estufa, levando a ainda mais aquecimento. Os cientistas referem-se a isso como um ciclo de suggestions positivo.O Árctico já está a aquecer duas a quatro vezes mais rapidamente do que a média international, e algumas partes da região começam a mostrar sinais de se tornarem fontes de carbono em vez de sumidouros de carbono.
O resultado remaining do estudo
Os autores dizem que as projeções climáticas realistas devem incluir o carbono profundo enterrado sob o permafrost e as turfeiras.Eles escrevem:“Essas descobertas são cruciais para prever futuros feedbacks climáticos de carbono do permafrost, pois destacam a importância de incluir dinâmicas profundas de carbono ao avaliar o balanço de carbono do solo do norte.”Os investigadores acrescentam que a abordagem que desenvolveram para o modelo ORCHIDEE-MICT também poderia ser usada em outros modelos do sistema Terra.Por outras palavras, os cientistas podem ter ignorado uma grande parte do reservatório de carbono congelado da Terra. A correção desse ponto cego sugere que o Ártico poderá deixar de ajudar a abrandar as alterações climáticas e começar a contribuir para elas muito mais cedo do que se pensava anteriormente.
