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As estimativas do ciclo do carbono – vital para prever as mudanças climáticas – estão incorretas, mostram pesquisadores
Essa descoberta tem o potencial de mudar as previsões para as mudanças climáticas, embora não esteja claro neste momento se a incompatibilidade resultará em mais ou menos dióxido de carbono sendo contabilizado no meio ambiente.
Por Virginia Tech - 02/04/2022


Aluno plantando. Crédito: Virginia Tech

Pesquisadores da Virginia Tech, em colaboração com o Pacific Northwest National Laboratory, descobriram que partes-chave do ciclo global do carbono usadas para rastrear o movimento do dióxido de carbono no meio ambiente não estão corretas, o que poderia alterar significativamente os modelos convencionais do ciclo do carbono.

A estimativa de quanto as plantas de dióxido de carbono retiram da atmosfera é fundamental para monitorar e prever com precisão a quantidade de gases que alteram o clima na atmosfera. Essa descoberta tem o potencial de mudar as previsões para as mudanças climáticas, embora não esteja claro neste momento se a incompatibilidade resultará em mais ou menos dióxido de carbono sendo contabilizado no meio ambiente.

"Ou a quantidade de carbono que sai da atmosfera das plantas está errada ou a quantidade que sai do solo está errada", disse Meredith Steele, professora assistente da Escola de Ciências Vegetais e Ambientais da Faculdade de Agricultura e Vida. Ciências, cujo Ph.D. estudante na época, Jinshi Jian, liderou a equipe de pesquisa. Os resultados serão publicados sexta-feira na Nature Communications .

"Não estamos desafiando a ciência bem estabelecida das mudanças climáticas, mas devemos ser capazes de contabilizar todo o carbono no ecossistema e atualmente não podemos", disse ela. "O que descobrimos é que os modelos de resposta do ecossistema às mudanças climáticas precisam ser atualizados."

O trabalho de Jian e Steele se concentra no ciclo de carbono e como as plantas e o solo removem e devolvem o dióxido de carbono na atmosfera.

Para entender como o carbono afeta os ecossistemas da Terra, é importante saber exatamente para onde está indo todo o carbono. Esse processo, chamado de contabilidade de carbono, diz quanto carbono está indo para onde, quanto está em cada um dos reservatórios de carbono da Terra nos oceanos, atmosfera, terra e seres vivos.

Por décadas, os pesquisadores vêm tentando obter uma contabilidade precisa de onde está nosso carbono e para onde ele está indo. Pesquisadores da Virginia Tech e do Pacific Northwest National Laboratory focaram no dióxido de carbono que é retirado da atmosfera pelas plantas através da fotossíntese.

Quando os animais comem plantas, o carbono se move para o ecossistema terrestre. Em seguida, ele se move para o solo ou para os animais. E uma grande quantidade de carbono também é exalada – ou respirada – de volta à atmosfera.

Esse dióxido de carbono que entra e sai é essencial para equilibrar a quantidade de carbono na atmosfera, o que contribui para a mudança climática e para o armazenamento de carbono a longo prazo.
 
No entanto, os pesquisadores da Virginia Tech descobriram que, ao usar os números aceitos para a respiração do solo, esse número nos modelos de ciclo de carbono não é mais equilibrado.

“A fotossíntese e a respiração são as forças motrizes do ciclo do carbono, no entanto, a soma anual total de cada um deles em escala global é difícil de medir”, disse Lisa Welp, professora associada de ciências da Terra, atmosféricas e planetárias em Purdue. University, que conhece o trabalho, mas não fez parte da pesquisa. “As tentativas dos autores de reconciliar essas estimativas globais de diferentes comunidades nos mostram que elas não são totalmente autoconsistentes e há mais a aprender sobre esses processos fundamentais no planeta”.

O que Jian e Steele, juntamente com o resto da equipe, descobriram é que, usando a produtividade primária bruta do número aceito de 120 petagramas do dióxido de carbono – cada petagrama é um bilhão de toneladas métricas – a quantidade de carbono que sai pela respiração do solo deve estar na vizinhança de 65 petagramas.

Ao analisar vários fluxos, a quantidade de carbono trocada entre os reservatórios de carbono da Terra dos oceanos, atmosfera, terra e seres vivos, os pesquisadores descobriram que a quantidade de respiração do solo de carbono que sai do solo é de cerca de 95 petagramas. A produtividade primária bruta deve ficar em torno de 147. Para escala, a diferença entre a quantidade atualmente aceita de 120 petagramas e esta estimativa é cerca de três vezes as emissões globais de combustíveis fósseis a cada ano.

Segundo os pesquisadores, existem duas possibilidades para isso. A primeira é que a abordagem de sensoriamento remoto pode estar subestimando a produção primária bruta. O outro é o aumento das medidas de respiração do solo, que pode estar superestimando a quantidade de carbono devolvida à atmosfera. Se essa estimativa errada é uma coisa positiva ou negativa para o desafio cientificamente comprovado das mudanças climáticas é o que precisa ser examinado a seguir, disse Steele.

O próximo passo para a pesquisa é determinar qual parte do modelo global de ciclagem de carbono está sendo sub ou superestimada.

Ao ter uma contabilidade precisa do carbono e onde ele está no ecossistema, melhores previsões e modelos serão possíveis para julgar com precisão a resposta desses ecossistemas às mudanças climáticas , disse Jian, que iniciou esta pesquisa como Ph.D. estudante da Virginia Tech e agora está na Northwest A&F University na China.

"Se pensarmos em como o mundo era quando éramos jovens, o clima mudou", disse Jian. "Temos mais eventos climáticos extremos. Este estudo deve melhorar os modelos que usamos para o ciclo de carbono e fornecer melhores previsões de como será o clima no futuro".

Como o primeiro Ph.D. de Steele. estudante da Virginia Tech, uma parte do fundo de inicialização de Steele foi para apoiar a pesquisa de pós-graduação de Jian. Jian, fascinado por ciência de dados, bancos de dados e respiração do solo , estava trabalhando em outra parte de sua dissertação quando se deparou com algo que não fazia sentido.

Jian estava pesquisando como fazer medições pequenas e localizadas de carbono de todo o mundo. Enquanto pesquisava isso, Jian descobriu que as melhores estimativas não combinavam se todos os fluxos da contabilidade global de carbono fossem reunidos.

 

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