Entre as partes do nosso planeta mudando mais rapidamente estão as paisagens mais frias próximas ao Polo Norte, logo ao sul do Ártico. Essa região está se aquecendo de duas a quatro vezes mais rápido do que a média global.
O permafrost - o solo congelado sob essas florestas boreais e planícies sem árvores, ou "tundra" - está descongelando rapidamente. Isso é um problema, porque o permafrost contém enormes quantidades de carbono, mais do que o dobro do carbono já presente na atmosfera. Parte desse carbono está agora em movimento.
Queríamos descobrir a quantidade de carbono e nitrogênio sendo liberada na região do permafrost do norte. O ambiente pode ser uma fonte de gases de efeito estufa, ou um "sumidouro" - efetivamente absorvendo o carbono e removendo-o da atmosfera. Portanto, tivemos que fazer um balanço destes processos.
Como parte do Global Carbon Project (Projeto Carbono Global), publicamos agora o primeiro balanço completo de gases de efeito estufa contabilizando fontes e sumidouros na região do permafrost do norte. Ele tem uma mistura de notícias boas e não tão boas para o clima.
Por que devemos nos preocupar?
Permafrost é uma parte do solo que permanece congelada. Ela pode conter terra, turfa, rochas e gelo. Com frequência, também podem ser vistos vestígios de plantas e animais antigos, como o extinto mamute lanoso.
Em condições tão frias, as plantas crescem principalmente durante o verão. Detritos de folhas novas e plantas mortas são então rapidamente congeladas e permanentemente assim armazenadas por milhares de anos. Isso levou ao acúmulo de um estoque fenomenal de carbono: mais de um trilhão de toneladas. A título de comparação, todas as florestas e solos tropicais armazenam menos da metade dessa quantidade.
Embora a camada superior "ativa" do solo possa se descongelar naturalmente nos meses mais quentes, as camadas inferiores geralmente permanecem congeladas. Mas agora que as mudanças climáticas induzidas pela Humanidade estão tornando os solos mais quentes, a estação de descongelamento está ficando mais longa, e o carbono antes permanentemente congelado também está descongelando.
No solo descongelado, micróbios começam a trabalhar na decomposição de plantas mortas e de outras matérias orgânicas. Quando esse processo ocorre na presença de oxigênio, o dióxido de carbono (CO₂) é liberado. Na ausência de oxigênio (como em lagos e solos saturados de água), o metano (CH₄) é liberado.
Sedimentos congelados em Chersky, Rússia. Gustaf Hugelius
O metano é um gás de efeito estufa mais potente do que o CO₂, pois retém mais calor na atmosfera, e por isso é particularmente preocupante. Infelizmente, o derretimento do gelo do permafrost está tornando a terra mais úmida, e assim com níveis mais baixos de oxigênio. Portanto, mais metano está sendo liberado.
A matéria orgânica do solo que está sendo decomposta também contém nitrogênio, gerando emissões de óxido nitroso, outro poderoso gás de efeito estufa.
O processo de aquecimento leva a mais emissões de gases de efeito estufa, o que, por sua vez, leva a mais aquecimento e, novamente, a mais emissões de gases de efeito estufa, no que é conhecido como um ciclo "positivo" de feedback carbono-clima. É importante evitar esses processos positivos, ou de autorreforço, para conter o aquecimento global.
O outro tipo de ciclo destes é o feedback "negativo" carbono-clima, embora este seja, na verdade, uma coisa boa. Ele é negativo porque reduz a quantidade total de carbono que fica na atmosfera.
Neste estudo, encontramos evidências de um feedback negativo carbono-clima que reduz o total de emissões que permanecem na atmosfera. Estações de crescimento mais longas (devido ao aquecimento global), o aumento do nitrogênio disponível nos solos e concentrações mais altas de CO₂ na atmosfera ajudam as plantas a crescer por mais tempo e a acumular mais carbono.
As águas interiores, como pântanos, lagos, lagoas, solos saturados de água e turfeiras, desempenham um papel importante no balanço líquido de gases de efeito estufa da região do permafrost. Gustaf Hugelius
O que fizemos?
Uma equipe de cientistas de 35 instituições de pesquisa compilou e avaliou todas as observações e modelos disponíveis de emissões de gases de efeito estufa em terra, na água doce e na atmosfera. Com essas informações, desenvolvemos um balanço combinado de gases de efeito estufa para CO₂, metano e óxido nitroso para o período de 2000 a 2020.
O esforço foi parte de uma avaliação global de todas as regiões e oceanos.
Carbono em movimento
Descobrimos que o permafrost era um sumidouro de CO₂ de pequeno a médio porte, armazenando entre 29 milhões e 500 milhões de toneladas de carbono por ano.
As florestas boreais do Canadá e da Rússia, entre outras regiões menores, foram as principais responsáveis por absorver CO₂ durante o período de estudo de 2000 a 2020, quando houve maior crescimento das plantas e estações de crescimento mais longas. Mas, ao mesmo tempo, lagos, rios e incêndios florestais foram uma fonte de CO₂.
A região também foi uma fonte de metano e óxido nitroso - o segundo e o terceiro gases de efeito estufa mais importantes globalmente, depois do CO₂.
Embora as emissões de metano já estivessem ocorrendo antes do aquecimento global induzido pela Humanidade, várias fontes aumentaram as emissões ao longo do tempo. Descobrimos que as áreas úmidas eram a maior fonte de metano e, à medida que o solo gelado derrete, mais da paisagem fica saturada de água.
As maiores fontes de emissões de óxido nitroso, embora relativamente pequenas por unidade de área, vieram da tundra seca e das florestas boreais.
Calculada ao longo de 100 anos, a contribuição combinada de todos os três gases de efeito estufa para o aquecimento global está próxima da neutralidade. Isso significa que o sumidouro de CO₂ leva a um resfriamento que compensa o aquecimento provocado pelas emissões de metano e óxido nitroso. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) usa o período de 100 anos para comparar todos os gases de efeito estufa durante o século XXI.
Porém, em uma escala de tempo de 20 anos, as emissões atuais de gases de efeito estufa são uma fonte líquida de aquecimento. O forte potencial de aquecimento das emissões de metano é o que influencia as temperaturas em curto prazo.
O colapso do permafrost está abrindo crateras gigantes na Sibéria. Aleksandr Lutcenko, Shutterstock
O que o futuro nos reserva?
Ainda não está claro como as emissões de gases de efeito estufa da região do permafrost mudarão no futuro. Mas sabemos que as emissões de metano já estão crescendo em muitas regiões, e que essa tendência provavelmente continuará.
Os modelos do sistema terrestre usados pelo IPCC sugerem que seria possível manter o sumidouro de CO₂ até o século 21 sob vários cenários de emissões. Mas esses modelos estão ignorando amplamente o colapso local do permafrost (em oposição ao degelo lento) e os incêndios florestais extremos, ambos capazes de aumentar rapidamente as emissões de gases de efeito estufa.
Os incêndios florestais nas regiões de permafrost são uma preocupação crescente. O último ano do nosso balanço foi 2020, portanto, não incluímos os incêndios florestais sem precedentes de 2021 na Sibéria e 2023 no Canadá. As emissões de incêndios florestais de cada um desses dois eventos totalizaram cerca de meio bilhão de toneladas de carbono, o suficiente para cancelar e até mesmo mudar o cenário de um sumidouro de CO₂ para uma fonte líquida de emissões.
A única maneira de manter o carbono do permafrost no solo é reduzir rapidamente e, por fim, eliminar as emissões de gases de efeito estufa das atividades humanas. Não fazer isso provavelmente ajudará o aquecimento global, pois o aquecimento descongela o permafrost e libera mais carbono e nitrogênio dos estoques antigos, criando um ciclo de feedback contínuo.
Pep Canadell recebe financiamento do National Environment Science Program - Climate Systems Hub
Gustaf Hugelius recebe financiamento do European Union Horizon Europe Program, do Swedish Research Council e da Schmidt Futures Foundation.
