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À medida que o mundo esquenta devido às mudanças climáticas, quanto podemos continuar a depender de plantas e solos para ajudar a aliviar alguns de nossos danos autoinfligidos ao remover a poluição de carbono da atmosfera?
O novo trabalho liderado por Wu Sun e Anna Michalak, da Carnegie, aborda essa questão-chave, implantando uma nova abordagem ousada para inferir a sensibilidade à temperatura da respiração do ecossistema – que representa um lado da equação que equilibra a absorção e a produção de dióxido de carbono em ambientes terrestres. Suas descobertas são publicadas em Natureza Ecologia & Evolução.
“Neste momento, as plantas na biosfera terrestre prestam um ‘serviço gratuito’ para nós, retirando entre um quarto e um terço das emissões de carbono da humanidade da atmosfera”, explicou Michalak. “À medida que o mundo esquenta, eles serão capazes de manter essa taxa de remoção de dióxido de carbono? Responder a isso é fundamental para entender o futuro do nosso clima e conceber estratégias sólidas de mitigação e adaptação ao clima.”
A fotossíntese, o processo pelo qual plantas, algas e algumas bactérias convertem a energia do Sol em açúcares para alimentação, requer a absorção de dióxido de carbono atmosférico. Isso ocorre durante o dia. Mas durante o dia e a noite, esses mesmos organismos também realizam respiração, assim como nós, “expirando” dióxido de carbono.
Ser capaz de quantificar melhor o equilíbrio desses dois processos em todos os componentes dos ecossistemas terrestres – de micróbios do solo a árvores e tudo mais – e entender sua sensibilidade ao aquecimento, melhorará os modelos dos cientistas para cenários de mudança climática .
Nos últimos anos, pesquisadores – incluindo Joe Berry, da Carnegie – desenvolveram abordagens inovadoras para medir a quantidade de dióxido de carbono absorvido pelas plantas através da fotossíntese, como o uso de satélites para monitorar a atividade fotossintética global e medir a concentração do gás atmosférico carbonil. sulfureto.
Mas, até agora, não foi possível desenvolver ferramentas semelhantes para rastrear a respiração na escala de biomas ou continentes inteiros. Como resultado, a respiração é frequentemente estimada indiretamente como a diferença entre a fotossíntese e a absorção total de dióxido de carbono.
“Decidimos desenvolver uma nova maneira de inferir como a respiração é afetada pelas mudanças de temperatura em vários ecossistemas da América do Norte”, disse Sun. “Isso é absolutamente crucial para refinar nossas projeções de mudanças climáticas e para informar estratégias de mitigação”.
Michalak, Sun e seus colegas desenvolveram uma nova maneira de inferir em grandes escalas quanto a respiração aumenta quando as temperaturas aumentam, usando medições das concentrações atmosféricas de dióxido de carbono. Essas medições foram feitas por uma rede de dezenas de estações de monitoramento na América do Norte.
A equipe revelou que as observações atmosféricas sugerem sensibilidades de temperatura mais baixas da respiração do que as representadas na maioria dos modelos de última geração. Eles também descobriram que essa sensibilidade difere entre florestas e terras agrícolas. As sensibilidades de temperatura da respiração não foram limitadas usando dados observacionais nesta escala até agora, já que trabalhos anteriores se concentraram em sensibilidades para lotes de terra muito menores.
“A beleza de nossa abordagem é que as medições das concentrações atmosféricas de dióxido de carbono de algumas dezenas de estações bem posicionadas podem informar os fluxos de carbono na escala de biomas inteiros na América do Norte”, explicou Sun. “Isso permite uma compreensão mais abrangente da respiração em escala continental, o que nos ajudará a avaliar como o aquecimento futuro afeta a capacidade da biosfera de reter carbono”, enfatizou Sun.
Para sua surpresa, os pesquisadores descobriram que a respiração é menos sensível ao aquecimento do que se pensava, quando vista no bioma ou na escala continental. Mas eles alertam que essa sensibilidade à temperatura é apenas uma peça de um quebra-cabeça complexo.
“Embora nosso trabalho indique que os ecossistemas norte-americanos podem ser mais resistentes ao aquecimento do que os estudos em escala de parcelas sugeriram, frear a mudança climática depende, em última análise, de pararmos de injetar mais e mais carbono na atmosfera o mais rápido possível. dependem dos componentes naturais do ciclo global do carbono para fazer o trabalho pesado para nós”, advertiu Michalak. “Cabe a nós parar o trem desgovernado.”
Outros membros da equipe de pesquisa incluem: Xiangzhong Luo, Yao Zhang e Trevor Keenan da University of California Berkeley e Lawrence Berkeley National Laboratory; Yuanyuan Fang do Distrito de Gerenciamento da Qualidade do Ar da Área da Baía; Yoichi P. Shiga da Associação Universitária de Pesquisa Espacial; e Joshua Fisher, da Chapman University.
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