Efeitos líquidos do nitrogênio produzido pelo homem atenuam o aquecimento global, descobrem pesquisadores

Os fertilizantes nitrogenados e os óxidos de nitrogênio provenientes de combustíveis fósseis são conhecidos por seus danos ambientais: eles poluem o ar e a água potável, levam à fertilização excessiva dos ecossistemas aquáticos e terrestres, reduzem a biodiversidade e danificam a camada de ozônio.

No que diz respeito ao clima, no entanto, eles têm um efeito líquido de resfriamento. Esta é a conclusão alcançada por uma equipe internacional liderada por cientistas do Instituto Max Planck de Biogeoquímica em Jena em uma análise abrangente. Nela, os cientistas fazem um balanço dos vários efeitos climáticos de compostos de nitrogênio de fontes agrícolas e não agrícolas.

O nitrogênio existe em diversas formas no solo, na água e no ar, e, portanto, afeta o clima por meio de vários caminhos. O nitrogênio elementar, que compõe cerca de 78% do ar, é neutro para o clima, mas todos os outros compostos de nitrogênio, conhecidos na ciência como nitrogênio reativo, podem ter efeitos diretos ou indiretos no clima global — às vezes aquecendo e às vezes esfriando.

Por exemplo, o óxido nitroso, comumente conhecido como gás hilariante, que é emitido principalmente por solos ricos em nitrogênio e pela combustão de combustíveis fósseis, é quase 300 vezes mais potente como gás de efeito estufa do que o CO₂ e tem uma vida útil muito mais longa na atmosfera.

Em contraste, os óxidos de nitrogênio de vida curta produzidos principalmente pela combustão de combustíveis fósseis formam finas partículas suspensas na atmosfera. Eles protegem a luz solar e, portanto, resfriam o clima. O mesmo vale para a amônia, que é, entre outros, resultante da aplicação de esterco líquido e fertilizantes artificiais.

Ao mesmo tempo, o nitrogênio depositado na terra permite que as plantas cresçam mais abundantemente e, assim, absorvam mais CO₂ da atmosfera, o que também tem um efeito de resfriamento. Os óxidos de nitrogênio também desempenham um papel na quebra do metano atmosférico e, portanto, resfriam a atmosfera. No entanto, eles também estimulam a formação de ozônio na troposfera, que é um potente gás de efeito estufa e aumenta o aquecimento global antropogênico.

Sem a contribuição de nitrogênio artificial, o clima teria aquecido ainda mais

A equipa internacional, liderada por Sönke Zaehle e Cheng Gong do Instituto Max Planck de Biogeoquímica, resumiu agora os vários efeitos de aquecimento e arrefecimento, num estudo que foi publicado na revista Natureza. Eles descobriram que o nitrogênio reativo, que entra no sistema terrestre por meio de atividades humanas, resfria o clima em uma quantidade de -0,34 watts por metro quadrado — na pesquisa climática, isso é chamado de força radiativa negativa líquida.

Em comparação, o aquecimento global causado pelo homem aquece a atmosfera com 2,7 watts adicionais por metro quadrado, principalmente devido aos gases de efeito estufa de combustíveis fósseis — este é o valor médio para os anos de 2011 a 2020, conforme declarado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) em seu último Relatório de Avaliação. Ao mesmo tempo, a Terra aqueceu 1,1 graus Celsius neste período em comparação aos tempos pré-industriais.

“O forçamento radiativo negativo devido às entradas de nitrogênio causadas pelo homem não pode ser simplesmente convertido em uma mudança na temperatura média global, pois alguns efeitos ocorrem localmente e o sistema climático reage de forma complexa a essas mudanças no forçamento radiativo”, diz Zaehle, coautor do estudo e diretor do Instituto Max Planck de Biogeoquímica.

No entanto, apesar do efeito de aquecimento do óxido nitroso, o novo estudo deixa claro que o clima teria esquentado ainda mais sem a contribuição do nitrogênio humano.

“Isso pode soar como uma boa notícia, mas você tem que ter em mente que as emissões de nitrogênio têm muitos efeitos nocivos, por exemplo, na saúde, na biodiversidade e na camada de ozônio”, diz Zaehle. “As descobertas atuais, portanto, não são motivo para ignorar os efeitos nocivos, muito menos ver a entrada adicional de nitrogênio como um meio de combater o aquecimento global.”

Os cientistas determinaram o impacto geral do nitrogênio de fontes humanas analisando primeiro as quantidades dos vários compostos de nitrogênio que acabam no solo, na água ou no ar. Eles alimentaram esses dados em modelos do projeto NMIP2 que descrevem o ciclo global do nitrogênio e os efeitos no ciclo do carbono, ou seja, a estimulação do crescimento das plantas e, finalmente, o conteúdo de CO₂ e metano da atmosfera.

A partir dos resultados dessas simulações de modelos, eles usaram outro modelo de química atmosférica para calcular o efeito das emissões de nitrogênio produzidas pelo homem na força radiativa, ou seja, a energia radiante que atinge um metro quadrado da superfície da Terra por unidade de tempo.

“Estimativas anteriores baseadas em estudos bibliográficos eram geralmente fragmentárias e, portanto, negligenciavam o fato de que os processos do ciclo global do nitrogênio são espacialmente muito heterogêneos, altamente interconectados e não lineares”, diz Gong, pós-doutorado no Instituto Max Planck de Biogeoquímica e primeiro autor do estudo.

“Nossos resultados enfatizam o quão importante é considerar as interações entre biogeoquímica, química atmosférica e clima para entender o impacto climático do nitrogênio antropogênico.”

A redução da poluição por nitrogênio deve ser apoiada por esforços ainda maiores na redução dos gases de efeito estufa dos combustíveis fósseis

“As emissões de nitrogênio devem ser reduzidas”, diz Zaehle. “Práticas agrícolas melhoradas podem ajudar a usar o nitrogênio como fertilizante de forma mais eficiente. Dessa forma, por exemplo, as emissões de óxido nitroso, que contribuem para o aquecimento global e danificam a camada de ozônio, podem ser reduzidas.

“No entanto, é importante reconhecer que, embora a redução de entradas de nitrogênio antropogênico beneficie a saúde humana e os ecossistemas, ela também tem um impacto no clima. Além de reduzir o nitrogênio reativo, as emissões de gases de efeito estufa, especialmente CO₂ e metano de combustíveis fósseis, devem, portanto, também ser reduzidas em maior extensão. Só então poderemos proteger melhor a saúde e a natureza e mitigar as mudanças climáticas.”