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A humanidade tem um longo histórico de fazer grandes mudanças com pouca premeditação. De combustíveis fósseis a IA, de plásticos a pesticidas, adoramos inovar e resolver nossos problemas, apenas para descobrir que criamos problemas diferentes. Portanto, pode ser revigorante ouvir sobre casos em que demos um passo atrás para deliberar antes de nos comprometermos com uma nova ideia drástica, como a remoção de dióxido de carbono.
Com as emissões de carbono continuando a subir, muitos cientistas, ambientalistas e formuladores de políticas defendem a tomada de medidas para remover diretamente o carbono da atmosfera. Eles argumentam que essas abordagens de geoengenharia são necessárias para evitar mudanças catastróficas em nossa terra, ar e mar.
Pesquisadores da UC Santa Barbara estão avaliando os efeitos de uma dessas propostas que envolve o aumento da alcalinidade do oceano para aumentar o sequestro de carbono. O objetivo é acelerar os processos geológicos que removem o carbono da atmosfera, que são muito poderosos, mas muito lentos. A equipe investigou como isso afetaria dois dos mais numerosos e importantes grupos de plâncton do oceano na base da cadeia alimentar. Suas descobertas, publicadas na Avanços da Ciênciasugerem que o plâncton se sairia bem com o tratamento, um resultado positivo que encoraja mais pesquisas sobre essa proposta promissora.
“À medida que adicionamos CO2 na atmosfera, estamos acidificando o oceano”, disse o principal autor James Gately, estudante de doutorado na UC Santa Barbara. “Adicionar alcalinidade é essencialmente como adicionar um antiácido ao oceano.”2 em outros compostos de carbono, como íons carbonato e bicarbonato. Isso permite que o oceano absorva mais dióxido de carbono enquanto reduz a acidez da água.
Na verdade, esse mecanismo forma a base do ciclo geológico do carbono, que recicla o carbono entre a terra, a atmosfera e o oceano por longos períodos de tempo. “Esse processo normalmente leva dezenas a centenas de milhares de anos para ocorrer”, disse Gately. “Nosso objetivo é acelerar esse processo.”
A questão principal para Gately e seus colegas é como a vida marinha responderá ao aumento da alcalinidade do oceano em grandes escalas? Para chegar à resposta, eles analisaram como esse tratamento afetou dois grupos principais de plâncton: diatomáceas e cocolitóforos.
Ambos os grupos são importantes produtores primários, transformando a luz solar em alimento e servindo como base da cadeia alimentar do oceano. “Eles desempenham um papel importante na bomba biológica de carbono, que é essencialmente a maneira como os oceanos bloqueiam o dióxido de carbono da atmosfera ao longo de milhões de anos”, disse a professora Débora Iglesias-Rodriguez, consultora de Gately no Departamento de Ecologia, Evolução e Biologia Marinha. Esses plânctons também constroem exoesqueletos, o que significa que eles movem grandes quantidades de cálcio, sílica e carbonato pela biosfera.
A proliferação anual de fitoplâncton (por exemplo, cocolitóforos e diatomáceas) alimenta pequenos peixes e assim por diante em toda a cadeia alimentar. Após as florações, as células mortas caem no fundo do mar, criando um sedimento rico em carbonato ou sílica. Com o tempo, esse sedimento sequestra carbono da atmosfera que os organismos absorveram por meio da fotossíntese. Eventualmente, o sedimento do fundo do mar pode se tornar chert e calcário. Se o aumento da alcalinidade do oceano afetar qualquer um desses plânctons, os resultados podem ser terríveis.
A equipe adicionou nutrientes e alcalinidade à água coletada no Canal de Santa Bárbara. Normalmente, minerais como a olivina e vários carbonatos fornecem a alcalinidade ao longo do tempo geológico, mas Gately e seus coautores imitaram esse processo com outros compostos que se dissolvem e reagem mais rapidamente. Em seguida, eles filtraram a água para esterilizá-la antes de borbulhar no ar com 420 partes por milhão de dióxido de carbono, aproximadamente o equivalente ao CO atmosférico moderno.2 concentrações. Depois de alguns dias, a equipe adicionou diatomáceas e cocolitóforos que haviam cultivado em laboratório.
A alcalinidade do oceano moderno é de cerca de 2.300 a 2.400 micromoles por quilograma de água. Os cientistas realizaram um teste com 3.000 µmol/kg, simulando a adição de alcalinidade a longo prazo e outro com 5.000 µmol/kg para simular possíveis pontos críticos, como um local de tratamento.
Os autores mediram um conjunto de mudanças na fisiologia e bioquímica dos plânctons, bem como na química da água do mar. Eles estavam particularmente curiosos para saber se os cocolitóforos aumentariam sua calcificação, pois o tratamento aumentaria a abundância de íons de cálcio na água. Ironicamente, a criação de carbonato de cálcio na verdade produz CO2, mesmo que o composto contenha carbono e oxigênio. Em prazos longos, os efeitos do sequestro vencem, tornando os cocolitóforos um dos maiores sumidouros de carbono da Terra.
Ao todo, o plâncton teve uma resposta neutra aos tratamentos de alcalinidade e a calcificação não mudou significativamente. A eficiência fotossintética das células diminuiu ligeiramente, mas ainda estava dentro dos níveis saudáveis para ambos os tratamentos. Os autores suspeitam que a diminuição pode ser devido à disponibilidade reduzida de micronutrientes, como o ferro.
De fato, a equipe observou íons dissolvidos se transformando em compostos sólidos, ou precipitando, em alcalinidades mais altas. Este processo pode remover nutrientes e alcalinidade da solução, o que pode afetar a vida marinha e diminuir a eficácia do aumento da alcalinidade oceânica. A equipe já está investigando o processo em novos experimentos.
“No total, quando aumentamos a alcalinidade da água, a fisiologia desses organismos não mudou”, disse Iglesias-Rodriguez. Embora os resultados sejam encorajadores, os autores advertem contra a extrapolação para a escala do ecossistema, porque as respostas podem variar de acordo com a espécie. “O fitoplâncton é um bom começo, mas precisamos testar isso em outros organismos e ecossistemas também”.
O grupo já começou a realizar experimentos de aumento da alcalinidade em comunidades inteiras de plâncton sob concentrações naturais de nutrientes. Eles medirão a resposta de espécies individuais, bem como da comunidade como um todo. Eventualmente, a equipe planeja levar a pesquisa para fora do laboratório e para o campo. “É muito emocionante, mas precisamos operar com cautela”, disse Iglesias-Rodriguez.
Como muitas propostas de geoengenharia, o aumento da alcalinidade dos oceanos é um tópico controverso. “Não estamos dizendo que é uma boa ideia”, disse Gately, “estamos tentando determinar se é ou não”.
O problema é que é tarde demais para simplesmente confiar na redução de nossas emissões se quisermos manter o aquecimento abaixo de 2 graus Celsius. A expansão da remoção de carbono para a escala de gigatoneladas exigirá várias abordagens; o aumento da alcalinidade dos oceanos é apenas um deles. “Nenhuma dessas tecnologias é uma bala de prata para a mudança climática”, disse Gately, mas o oceano sequestra uma ordem de magnitude a mais de carbono do que a terra e a atmosfera juntas, tornando atraentes as abordagens focadas no oceano.
Dito isto, a geoengenharia sozinha não pode resolver o problema, a menos que a sociedade reduza as emissões de gases de efeito estufa. “Se estivermos em um barco com um buraco, podemos usar um balde para tentar retirar a água”, acrescentou Gately. “Mas se não taparmos o buraco, vamos afundar.”
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