Perrin Davidson é cientista, tocador de banjo bluegrass e, acima de tudo, construtor.

Ele passou a juventude perambulando pela fazenda da família nos arredores de Freeport, Maine, uma pequena comunidade costeira perto de Portland. Embora a cidade seja perto o suficiente da cidade grande para que ele se sinta conectado a ela, ele se lembra de uma infância repleta de memórias e aventuras que pareciam mundos à parte.

Os pais de Davidson desempenham um papel fundamental nessas experiências singulares. A mãe de Davidson, pintora e artista, ajudou a construir e cuidar da fazenda, administrou o serviço de entrega de leite e produzia os artigos que vendiam. "Ela é realmente uma mulher incrível", diz ele.

Ao lado dela, o pai de Davidson foi fundamental em tudo isso. Carpinteiro de profissão, ele mesmo construiu os celeiros da fazenda. No entanto, seus interesses e talentos vão muito além disso. Certa vez, ele converteu uma ambulância dilapidada da época da Segunda Guerra Mundial em um caminhão de entrega de leite. Embora a fazenda tenha sido vendida, ele agora é proprietário da Maine Craft Distilling, que produz bebidas destiladas, coquetéis em lata e bebidas agrícolas, e fabrica alguns produtos têxteis em seu tempo livre. 

Quando criança, Davidson fazia experiências com o pai. Aos 5 ou 6 anos, eles mesmos usinaram alumínio e o usaram para construir uma miniatura de motor a vapor. Fizeram o mesmo com uma turbina eólica vertical. Esses projetos, lembra Davidson, nunca foram apenas sobre construção; eram sobre energia, sustentabilidade e como reinventar os sistemas ao nosso redor.

Desde cedo, essas experiências moldaram Davidson em alguém curioso não apenas sobre como o mundo funciona e porquê, mas também sobre como entender um sistema suficientemente bem para melhorá-lo.

Agora, em sua pesquisa diária no  Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT , Davidson tem a oportunidade de aprofundar seus interesses de infância. Seu trabalho teórico sobre o ciclo do carbono explora os poderosos mecanismos que mantêm nosso planeta habitável.

A abordagem de Davidson é teórica, pois ele trabalha com equações, em vez dos modelos de simulação massivos comumente usados na ciência climática. "A teoria pode ser uma imagem", diz ele. "Não precisa ser um modelo complicado ou o número mais preciso do mundo." Em vez de simular todas as variáveis do sistema climático da Terra, o objetivo de Davidson é encontrar descrições matemáticas simples de como um sistema se comporta e validá-las.

Suas pesquisas recentes se concentram em uma dessas descrições: identificar as características fundamentais dos sistemas ambientais globais que permitem à Terra responder a perturbações — por exemplo, oscilações bruscas de temperatura global ou mudanças nas concentrações de carbono nos oceanos e na atmosfera — em diferentes escalas de tempo, mantendo-se aparentemente estável. Em física, essa tendência de retornar a um estado estacionário após um estímulo é chamada de "amortecimento". Davidson, em essência, está tentando entender melhor como a Terra realiza esse amortecimento.

Para isso, ele se baseia nas impressões digitais químicas naturais da Terra, preservadas em sedimentos oceânicos antigos. Ele examina mudanças microscópicas nas proporções de isótopos de carbono e oxigênio após perturbações, a fim de formular teorias sobre como o sistema reage.

O principal fator que impulsiona seu trabalho recente é a constatação de que os mecanismos de amortecimento do sistema parecem ser invariantes em relação à escala. Quer se observe um panorama detalhado de processos que ocorrem ao longo de milhares de anos, quer se observe um panorama geral de milhões de anos, os mesmos princípios básicos se aplicam.

“O que estamos propondo”, diz Davidson, “é que todas essas diferentes escalas de tempo, a taxa na qual as flutuações são amortecidas, satura. O mecanismo de amortecimento dominante satura.” 

Como a taxa de amortecimento atinge um limite máximo, em vez das próprias flutuações, o sistema pode explorar uma gama mais ampla de eventos extremos do que os modelos convencionais preveem: uma inundação que ocorre a cada 100 anos, nesse contexto, pode ocorrer com muito mais frequência. Davidson argumenta que a compreensão desse mecanismo de amortecimento saturado é crucial para entender como a Terra manteve as condições necessárias para sustentar a vida.

Davidson chegou ao MIT por meios um tanto incomuns. Sua primeira entrevista virtual com seu atual orientador, o professor Daniel Rothman , não saiu como ele esperava: Davidson havia enviado por engano o currículo errado, um que incluía uma seção sobre suas profundas raízes musicais, particularmente no bluegrass.

Ele começou a tocar música aos 4 anos. Aos 8, apaixonou-se pelo banjo depois de ouvir uma banda local de bluegrass tocar em uma festa no celeiro da fazenda da família. Logo depois, Davidson já fazia shows com sua banda em bares e festivais locais por toda a Nova Inglaterra, ganhando o suficiente para considerar isso seu trabalho durante o ensino fundamental e médio. Aos 13 anos, viajou para a China para se apresentar no festival cultural internacional da juventude do país. Ele chegou a receber uma bolsa de estudos para a Berklee College of Music. Em vez disso, decidiu frequentar a Universidade de Chicago, onde estudou matemática e física.

O conselho que recebeu na época foi incisivo: "Você sempre pode tocar banjo, mas também pode ganhar dinheiro com isso." Ele ri. "Claramente, escolhi um caminho muito lucrativo."

Durante aquela entrevista inicial sobre um programa de doutorado no MIT, Rothman comentou sobre as cabeças dos instrumentos de banjo e guitarra que se destacavam sutilmente ao fundo do apartamento de Davidson.

“A única coisa sobre a qual conversamos foi música”, lembra Davidson. “A ciência era um assunto secundário. E então, no final, ele disse: 'Você ouvirá falar de mim'. E foi isso.”

Anos depois, fica claro que a entrada de Davidson no grupo de pesquisa de Rothman foi produtiva para ambos.

Rothman valoriza a preparação incomum de Perrin para o trabalho de pós-graduação, que inclui experiência em pesquisa em oceanografia química, bem como sua formação em matemática e física. “A tese de Perrin utiliza ferramentas e conceitos da física estatística para revelar como funciona o ciclo do carbono. Pouquíssimos estudantes têm a capacidade de combinar áreas tão distintas”, afirma Rothman. 

Ele também cita a criatividade e a imaginação de Perrin para estabelecer conexões. "Mas há um ingrediente adicional aqui", observa. "Perrin aborda seu trabalho com uma certa humildade e uma compreensão inata de que o progresso vem do interesse em aprender com os outros e da disposição de dar pequenos passos em busca de resultados mais profundos. E seus resultados têm sido, de fato, profundos."

Em paralelo, Davidson valoriza a atenção concentrada que recebe de Rothman. "É realmente uma relação de mentoria", diz ele. "Meu pai é carpinteiro, eu sou aprendiz. Estou constantemente aprendendo a fazer as coisas. E Dan está me dando o tempo necessário para isso."

Além da parceria em pesquisa, Davidson e Rothman tocam música juntos quase semanalmente. Eles até formaram uma banda com dois colegas. "Perdi o gosto pela música quando estava na faculdade", diz Davidson. Ele é grato ao MIT por lhe proporcionar tempo para cultivar tanto suas raízes no bluegrass quanto seus interesses científicos.

Ao concluir seu doutorado, Davidson naturalmente pensa nos próximos passos. Ele acredita que seu futuro acadêmico pode estar na escala celular dos processos que até agora só estudou em nível sistêmico — e que as ferramentas que ele construiu para entender o clima em escalas de tempo geológicas podem ser adaptadas para escalas menores.

A natureza invariável em termos de escala de seu trabalho climático sugere que os mesmos mecanismos de amortecimento também podem operar em células microbianas que vivem em condições extremas e com escassez de energia — populações que, segundo alguns relatos, persistiram por dezenas de milhões de anos com pouca ou nenhuma entrada de energia, mesmo com a renovação dos organismos individuais.

Segundo Davidson, entender a persistência microbiana nessas condições é uma questão de profunda curiosidade pessoal, com implicações que vão desde o combate à perda de biodiversidade causada pelas mudanças climáticas até a resistência a antibióticos.

Davidson parece não ter pressa em descobrir exatamente o que vem a seguir. Por enquanto, ele se contenta em continuar se concentrando no que lhe é natural: desenvolver ideias.