A seca de 2023 na Amazónia fez o solo deixar de absorver isopreno

Algo invulgar aconteceu debaixo da superfície durante a pior seca de que há memória na Amazónia.

O solo que, em condições normais, funciona como uma esponja - retirando discretamente do ar um gás produzido pelas plantas chamado isopreno - praticamente deixou de o fazer.

Uma investigação recente mostra que a capacidade do terreno para absorver este gás desceu para cerca de um quarto dos níveis habituais quando a seca e o calor levaram o sistema a valores extremos.

E as implicações desta mudança vão muito para além do chão da floresta tropical.

O trabalho foi coordenado por investigadores do Instituto Max Planck de Química, em Mainz. Ao longo de várias épocas, a equipa mediu a transferência de isopreno da atmosfera para o solo da floresta.

A análise abrangeu a estação seca recorde de 2023, quando um El Niño intenso fez os rios atingirem mínimos históricos e deixou a vegetação da região visivelmente sob stress.

As emissões invisíveis da Amazónia

O isopreno é emitido pelas plantas e as florestas tropicais produzem quantidades impressionantes: mais de 500 megatoneladas por ano à escala global, com a Amazónia entre as maiores fontes do planeta.

O solo tem um papel relevante ao capturar isopreno do ar, ajudando a manter as concentrações sob controlo.

No entanto, a forma como isto se comporta em condições reais de seca - num ecossistema em funcionamento, e não num cenário de laboratório - tem permanecido pouco clara.

Parte da dificuldade é prática: quantificar, estação após estação, as trocas gasosas entre solo e atmosfera na Amazónia e, por coincidência, estar no terreno durante uma seca histórica não é algo que se consiga planear.

Ainda assim, esta equipa conseguiu observar o fenómeno a acontecer.

A seca travou o solo

O autor principal do estudo, Giovanni Pugliese, é investigador no Instituto Max Planck.

"Os nossos resultados mostram que, durante as condições climáticas extremas impostas pelo El Niño de 2023, a captação de isopreno pelo solo passou abruptamente a não responder ao aumento das concentrações ambientais de isopreno", afirmou Pugliese.

"Os resultados são consistentes com uma limitação fisiológica dos microrganismos do solo que degradam isopreno quando a humidade do solo desce abaixo de 20%."

Os microrganismos que, em situação normal, degradam o isopreno no solo parecem atingir um limite quando a humidade cai abaixo de um determinado patamar.

A partir daí, pouco importa quanto isopreno está presente no ar por cima do solo: os microrganismos deixam de conseguir acompanhar.

A capacidade de captação diminuiu em mais de um factor de quatro face às condições habituais, e a quebra foi súbita.

Um gás com impactos grandes

Depois de libertado, o isopreno não fica indefinidamente na atmosfera. É degradado sobretudo por radicais hidroxilo - o principal “agente de limpeza” atmosférico - com o ozono a ter um papel menor.

Esta química desencadeia efeitos em cadeia que não se limitam ao isopreno, ao influenciar quanto tempo gases com efeito de estufa como o metano permanecem no ar e ao afectar a rapidez com que se formam aerossóis orgânicos secundários.

Na prática, a concentração de isopreno resulta de um equilíbrio entre três processos: o que a copa das árvores emite, o que a atmosfera consegue degradar e o que o solo consegue recuperar.

Alterar qualquer uma destas componentes - exactamente o que aconteceu em 2023 - significa que os efeitos não ficam confinados à floresta.

Como as florestas reagem

Os investigadores observaram que, quando o ecossistema amazónico enfrenta extremos de seca e calor de curta duração, as concentrações atmosféricas de isopreno aumentam.

Isto ocorre porque as emissões da copa intensificam-se, ao mesmo tempo que o “sumidouro” no solo enfraquece.

O resultado encaixa no que já se sabe sobre a razão de as plantas produzirem isopreno: uma estratégia de defesa contra o calor e o stress oxidativo.

Durante a seca, as árvores parecem aumentar a produção de isopreno.

Em paralelo, a capacidade do solo para absorver o gás degrada-se, formando um efeito combinado que empurra as concentrações atmosféricas ainda mais para cima.

Uma resposta à seca já conhecida

Este padrão não é totalmente novo. Faz lembrar uma experiência anterior, em floresta tropical sob condições controladas, que analisou como a seca e o re-humedecimento afectam a troca de compostos orgânicos voláteis (COV) biogénicos no solo.

Nesse trabalho, quando a humidade desceu abaixo de 19%, o solo não só passou a absorver menos: inverteu o comportamento e tornou-se uma fonte líquida de COV, em vez de um sumidouro.

Esse resultado anterior coincide, de forma quase inquietante, com o que agora foi registado na Amazónia real.

Isto sugere que não se trata de uma particularidade da seca de 2023, mas de um comportamento de limiar que os microrganismos do solo atingem com alguma consistência quando o ambiente fica suficientemente seco, onde quer que estejam.

Um feedback climático oculto

Há aqui um ciclo de retroalimentação discreto. Concentrações mais elevadas de isopreno não são apenas um sinal de stress por seca.

Também reduzem a capacidade de oxidação da atmosfera e prolongam o tempo de permanência do metano, acrescentando um custo climático para além da própria seca.

Se isto se agravará à medida que as secas associadas ao El Niño se tornem mais frequentes e intensas, ou se os microrganismos do solo acabarão por se ajustar a uma nova normalidade mais quente e seca, continua por esclarecer.

Segundo os investigadores, os modelos climáticos globais precisam de tratar a captação de isopreno pelo solo como um factor real e variável, em vez de a ignorarem.

Sem essa alteração, é pouco provável que consigam representar com precisão a forma como estes feedbacks climáticos se manifestam nos trópicos.