O metano éum forte gás de efeito estufa que desempenha um papel fundamental no clima da Terra. Sempre que usamos gás natural, seja acendendo o foga£o da cozinha ou na churrasqueira, estamos usando metano.

Apenas três fontes na Terra produzem metano naturalmente: vulcaµes, interações a¡gua-rocha no subsolo e micróbios . Entre essas três fontes, a maior parte égerada por micróbios, que depositaram centenas de gigatoneladas de metano no fundo do mar. Nas infiltrações de metano do fundo do mar, ele se infiltra em direção ao oceano aberto , e as comunidades microbianas consomem a maior parte desse metano antes que ele atinja a atmosfera. Com o passar dos anos, os pesquisadores estãodescobrindo cada vez mais metano no fundo do mar, mas muito pouco sai dos oceanos e vai para a atmosfera. Para onde vai o resto?

Uma equipe de pesquisadores liderada por Jeffrey J. Marlow, ex-pesquisador de pa³s-doutorado em Biologia Organa­smica e Evolutiva na Universidade de Harvard, descobriu comunidades microbianas que consomem rapidamente o metano, impedindo seu escape para a atmosfera da Terra. O estudo publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences coletou e examinou micróbios comedores de metano de sete infiltrações geologicamente diversas do fundo do mar e descobriu, mais surpreendentemente, que as rochas carbona¡ticas de um local em particular hospedam comunidades microbianas oxidantes de metano com as taxas mais altas de consumo de metano medido atéo momento.

"Os micróbios nessas rochas carbona¡ticas estãoagindo como um filtro biola³gico de metano, consumindo tudo antes de deixar o oceano", disse o autor saªnior Peter Girguis, professor de Biologia Organa­smica e Evolutiva da Universidade de Harvard. Os pesquisadores estudaram os micróbios que vivem nos sedimentos do fundo do mar por décadas e sabem que esses micróbios estãoconsumindo metano. Este estudo, no entanto, examinou os micróbios que se desenvolvem nas rochas carbona¡ticas em grande detalhe.

Rochas carbona¡ticas do fundo do mar são comuns, mas em locais selecionados, elas formam estruturas incomuns em forma de chaminanã. Essas chaminanãs atingem 12 a 60 polegadas de altura e são encontradas em grupos ao longo do fundo do mar, lembrando um grupo de a¡rvores. Ao contra¡rio de muitos outros tipos de rochas, essas rochas carbona¡ticas são porosas, criando canais que abrigam uma comunidade muito densa de micróbios consumidores de metano. Em alguns casos, esses micróbios são encontrados em densidades muito mais altas nas rochas do que nos sedimentos.

Durante uma expedição de 2015 financiada pelo Ocean Exploration Trust, Girguis descobriu um recife de chaminécarbonato na costa do sul da Califórnia no local de alto mar Point Dume. Girguis voltou em 2017 com financiamento da NASA para construir um observata³rio do fundo do mar. Ao ingressar no laboratório de Girguis, Marlow, atualmente Professor Assistente de Biologia na Universidade de Boston, estava estudando micróbios em carbonatos. Os dois decidiram realizar um estudo comunita¡rio e coletar amostras do local.

"Medimos a taxa na qual os micróbios dos carbonatos comem metano em comparação com os micróbios nos sedimentos", disse Girguis. "Descobrimos que os micróbios que vivem nos carbonatos consomem metano 50 vezes mais rápido do que os micróbios no sedimento. Muitas vezes vemos que alguns micróbios do sedimento de vulcaµes de lama ricos em metano, por exemplo, podem ser cinco a dez vezes mais rápidos na ingestãode metano, mas 50 vezes mais rápido éuma coisa totalmente nova. Além disso, essas taxas estãoentre as mais altas, senão as mais altas, que medimos em qualquer lugar. "

“Essas taxas de oxidação ou consumo de metano são realmente extraordina¡rias e nos propusemos a entender por quaªâ€, disse Marlow.

A equipe descobriu que a chaminéde carbonato configura um lar ideal para os micróbios comerem muito metano muito rápido. "Essas chaminanãs existem porque algum metano no fluido que flui da subsuperfa­cie étransformado pelos micróbios em bicarbonato, que pode então precipitar da águado mar como rocha carbona¡tica", disse Marlow. "Ainda estamos tentando descobrir de onde esse fluido - e seu metano - estãovindo."

Os microambientes dentro dos carbonatos podem conter mais metano do que o sedimento devido a  sua natureza porosa. Os carbonatos tem canais que irrigam constantemente os micróbios com metano fresco e outros nutrientes, permitindo que eles consumam metano mais rápido. No sedimento, o suprimento de metano éfrequentemente limitado porque ele se difunde por canais menores e sinuosos entre os gra£os minerais.

Uma descoberta surpreendente foi que, em alguns casos, esses micróbios são cercados por pirita, que éeletricamente condutora. Uma possí­vel explicação para as altas taxas de consumo de metano éque a pirita fornece um condua­te elanãtrico que passa elanãtrons de um lado para outro, permitindo que os micróbios tenham taxas metaba³licas mais altas e consumam metano rapidamente.

"Essas taxas muito altas são facilitadas por esses carbonatos que fornecem uma estrutura para o crescimento dos micróbios", disse Girguis. "O sistema se assemelha a um mercado onde carbonatos permitem que um monte de micróbios se agreguem em um lugar e cresa§am e troquem - neste caso, trocar elanãtrons - o que permite mais consumo de metano."

Marlow concordou: "Quando os micróbios trabalham juntos, eles trocam blocos de construção como carbono ou nitrogaªnio, ou trocam energia. E uma forma de fazer isso épor meio de elanãtrons, como uma moeda de energia. A pirita intercalada por todo esse carbonato rochas podem ajudar a que a troca de elanãtrons acontea§a de forma mais rápida e ampla. "

No laboratório, os pesquisadores colocaram os carbonatos coletados em reatores de alta pressão e recriaram as condições no fundo do mar. Eles deram a eles metano isotopicamente marcado com adição de Carbono-14 ou Deutanãrio (Hidrogaªnio-2) para rastrear a produção e o consumo de metano. Em seguida, a equipe comparou os dados de Point Dume a seis locais adicionais, do Golfo do Manãxico a  costa da Nova Inglaterra. Em todos os locais, as rochas carbona¡ticas em infiltrações de metano continham micróbios comedores de metano.

"Em seguida, planejamos separar como cada uma dessas diferentes partes dos carbonatos - a estrutura, condutividade elanãtrica, fluxo de fluido e comunidade microbiana densa - torna isso possí­vel. No momento, não sabemos a contribuição exata de cada uma", disse Girguis.

"Primeiro, precisamos entender como esses micróbios sustentam sua taxa metaba³lica, se eles estãoem uma chaminéou no sedimento. E precisamos saber disso em nosso mundo em mudança para construir nosso poder de previsão", disse Marlow. "Uma vez que esclarecemos como esses muitos fatores interconectados se unem para transformar o metano em rocha , podemos perguntar como podemos aplicar esses micróbios anaera³bicos comedores de metano a outras situações, como aterros com vazamentos de metano."