Como a luz solar e os micróbios no permafrost adicionam carbono à atmosfera

permafrost 10 8Rose Cory está em um fluxo de água derretida no Ártico para coletar uma amostra e analisar a química da água do riacho. A matéria orgânica do solo dá ao córrego sua cor marrom dourada. Na água, o sol pode atingir o carbono do solo, enfraquecendo-o e permitindo que micróbios o quebrem e o liberem na atmosfera como dióxido de carbono. (Crédito: Rose Cory / U. Michigan)

Os micróbios no permafrost, que consomem carbono enfraquecido pelo sol e o convertem em dióxido de carbono, podem estar proporcionando um caminho importante para que o gás do efeito estufa entre na atmosfera, sugere uma nova pesquisa.

Os pesquisadores sabiam que a luz do sol irradiando solo permanentemente congelado, ou permafrost, no Ártico quebra carbono no permafrost e libera o gás do efeito estufa na atmosfera, mas eles não sabiam como o processo estava ocorrendo.

Anteriormente, Collin Ward, um estudante de doutorado recente na Universidade de Michigan e primeiro autor do estudo, mostrou que as comunidades microbianas no permafrost profundo podem se adaptar rapidamente ao consumo de carbono enfraquecido pelo sol. Solo permafrost, normalmente enterrado no subsolo, pode ser exposto à luz solar uma vez descongelado e liberado em um fluxo onde a exposição à luz solar enfraquece o carbono dentro do permafrost, convertendo-o em carbono que essas comunidades microbianas gostam de consumir.

O novo estudo mostra que a luz solar torna o solo permafrost uma festa para os micróbios, porque lhes dá o mesmo tipo de carbono que eles já gostam de comer - o carbono que eles estão adaptados para metabolizar.

Quanto mais o permafrost derrete - o Ártico está aquecendo a uma taxa duas vezes mais rápida que o resto do mundo - ele tem a capacidade de liberar uma quantidade incrível de carbono como dióxido de carbono na atmosfera. Se todo o carbono contido no permafrost fosse convertido em dióxido de carbono, seria mais que o dobro da quantidade de carbono na atmosfera. Muito poucos modelos que prevêem cenários climáticos para o futuro incluem essas emissões de carbono do permafrost, diz Rose Cory, professora associada de ciências da terra e do meio ambiente.

"É a diferença entre comer em um buffet com uma tonelada de opções e algumas opções não muito boas versus estar em um buffet, onde cada prato é o seu favorito", diz ela. "A luz do sol transforma o carbono do solo permafrost em 'favoritos' dos micróbios, o que os ajuda a converter mais carbono em dióxido de carbono."

permafrost2 10 8Um fluxo de água derretida atravessa a neve no Ártico. A matéria orgânica do solo dá ao córrego sua cor marrom dourada. (Crédito: Jason Dobkowski / U. Michigan)


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Permafrost no Ártico não pode ser decomposto por micróbios até que se aqueça e derreta. Uma vez que isso acontece, comunidades microbianas nativas começam a decompor este carbono do solo, devorando-o lentamente e, no processo, transformando-o em dióxido de carbono.

Nem toda a decomposição do carbono do solo ocorre no solo. Neve e chuva durante o verão expulsam o carbono do solo em córregos e lagos iluminados pelo sol, onde o sol enfraquece o carbono do solo. Pesquisas anteriores mostraram que os micróbios eram muito mais capazes de converter carbono enfraquecido pelo sol em dióxido de carbono, mas não sabiam por quê.

Para determinar como a luz do sol estava ajudando na produção de dióxido de carbono, Cory e sua equipe submeteram amostras de solo a espectrometria de massa de ultra-alta resolução antes e depois de serem expostos à luz solar e antes e depois de alimentar essa matéria orgânica para a comunidade bacteriana nativa. Eles viram que as comunidades bacterianas estavam causando mais liberação de dióxido de carbono nas amostras de solo permanentes que haviam sido expostas à luz solar.

Eles checaram seus resultados em relação a outro método: examinando a composição da comunidade microbiana e a expressão gênica pelos micróbios. Os pesquisadores viram que, após a exposição à luz solar, os micróbios reequiparam sua maquinaria metabólica para consumir carbono enfraquecido pelo sol.

Descobrir como a luz solar contribui para a liberação de dióxido de carbono da Terra para a atmosfera dá aos pesquisadores mais uma informação sobre como determinar a taxa e a quantidade de dióxido de carbono liberado pelo permafrost.

"É indiscutivelmente o maior método de feedback para causar mais aquecimento na Terra", diz Cory. "Estamos em uma corrida para descobrir o quanto esse permafrost será convertido em dióxido de carbono".

Os pesquisadores relatam seu trabalho na revista Natureza das Comunicações.

Fonte: Universidade de Michigan

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