Os ecossistemas terrestres da Terra absorvem uma grande parte de todas as emissaµes de dia³xido de carbono produzidas pelas atividades humanas, ajudando a desacelerar o aquecimento global. Em média, em um determinado ano, as plantas e o solo absorvem, ou consertam, cerca de 30% das emissaµes humanas. Mas de um ano para o outro, esse número pode ser tão alto quanto 40% ou tão baixo quanto 20%. Os cientistas do clima pretendem determinar exatamente o que produz essa variabilidade para que possam explica¡-la e criar os modelos mais precisos para prever o clima futuro.

Mas tem havido um debate significativo dentro da comunidade de modelagem climática sobre o que exatamente causa essa assim chamada variabilidade interanual. Um lado argumenta que essasmudanças são impulsionadas principalmente por propriedades atmosfanãricas, como temperatura e umidade do ar pra³ximo a superfÍcie. O outro diz que a umidade do solo émuito mais importante.

Um novo estudo liderado pela Caltech e publicado na edição de 1º de abril da revista Nature resolve esse debate, mostrando que a umidade do solo estãorealmente no banco do motorista em termos de quanto dia³xido de carbono éabsorvido pelos ecossistemas terrestres. No entanto, o estudo também conclui que a quantidade de umidade no solo afeta as temperaturas e a umidade perto dasuperfÍcie, que por sua vez afetam a capacidade das plantas de fixar carbono.

"A umidade do solo éo motor, e a temperatura e a umidade são a alavanca", diz Vincent Humphrey, ex-bolsista de pa³s-doutorado na Caltech e principal autor do novo artigo.

Para analisar a importa¢ncia da umidade do solo, os pesquisadores fizeram simulações usando modelos clima¡ticos que integram totalmente o que se sabe sobre a terra, os oceanos e a atmosfera da Terra. Eles simularam dois mundos diferentes: um planeta de referaªncia com condições normais da Terra e um mundo hipotanãtico que nunca experimenta extremos na umidade do solo - sem secas ou inundações. Na simulação de referaªncia, eles viram a variabilidade esperada na absorção de carbono pela terra ao longo do tempo. Mas, no caso do mundo hipotanãtico, asmudanças ano a ano basicamente desapareceram. Quando os pesquisadores nunca permitiram uma anomalia na umidade do solo, as plantas sempre fixaram aproximadamente o mesmo percentual de emissaµes humanas.

"Aqui temos uma arma fumegante", diz Humphrey. "Podemos dizer com confianção que a umidade do solo desempenha um papel dominante na mudança de ano para ano que vemos na quantidade de carbono absorvido pela terra."

Mas os pesquisadores também perceberam que no mundo hipotanãtico sem seca ou inundações, ocorreram muito menos eventos com temperaturas elevadas ou umidade reduzida do que a referaªncia. Isso, eles descobriram, era devido a um conjunto de processos chamados feedbacks terra-atmosfera, quando as caracteri­sticas da terra controlam fortemente a atmosfera próxima a superfÍcie da Terra.

Para entender isso, Humphrey sugere pensar em uma vez em que vocêentrou em um pequeno grupo de a¡rvores em um parque e sentiu a temperatura cair imediatamente. Isso ocorre porque as a¡rvores liberam muita águapor meio do processo evaporativo de transpiração. Isso direciona a energia do sol para a vaporização da a¡gua, em vez de permitir que ela aquea§a o ambiente. Durante uma seca, quando não hátanta águaao redor para as plantas transpirarem, mais energia do sol éusada para aquecer e secar o ar.

"Nossos resultados mostram que a umidade do solo afeta significativamente as temperaturas próximas a superfÍcie e a umidade atmosfanãrica por causa desses feedbacks da atmosfera terrestre", diz o coautor do artigo Christian Frankenberg, professor de ciência ambiental e engenharia da Caltech e cientista pesquisador do Laborata³rio de Propulsão a Jato, que Caltech gerencia para a NASA. Ele acrescenta que o estudo descobriu que, se o solo estiver seco, eventos extremos, como ondas de calor, se tornam muito mais prejudiciais porque as plantas não podem fazer seu trabalho de reumedecimento e resfriamento dasuperfÍcie da terra. "Se houver bastante umidade do solo dispona­vel, isso amortece alguns desses eventos extremos", diz ele.

Os cientistas ficaram surpresos com a importa¢ncia desses feedbacks terra-atmosfera em termos de seu efeito na absorção global de carbono. Descobriu-se que o impacto direto da mudança da umidade do solo foi responsável por apenas cerca de um quarto da variabilidade interanual. Surpreendentes 75% vieram indiretamente, como produto dasmudanças na temperatura e na umidade do ar. Isso significa que durante as secas, as plantas são incapazes de fixar carbono, não tanto porque hámenos águano solo, mas principalmente porque a atmosfera rapidamente se tornou mais quente e seca como resultado da seca.

“Isso finalmente reconcilia as diferentes perspectivas que as pessoas em nossa área tiveram”, diz Humphrey. "Atévocêsaber que a umidade do solo influenciou a temperatura e épor isso que vocêvaª os dois fazendo efeito, vocêtem a impressão de que háum conflito entre os resultados. Isso finalmente esfria o debate. Todos estãocertos."

O novo artigo da Nature éintitulado "O feedback da umidade-atmosfera do solo domina a variabilidade da absorção de carbono da terra. Junto com Humphrey e Frankenberg, outros autores do artigo são Alexis Berg, da Harvard University; Philippe Ciais, do Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, na Frana§a; Pierre Gentine da Columbia University em Nova York; Martin Jung e Markus Reichstein do Instituto Max Planck de Biogeoquímica em Jena, Alemanha; e Sonia I. Seneviratne da ETH Zurich na Sua­a§a.