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À medida que a mudança climática avança, o aumento das temperaturas pode afetar o escoamento de nitrogênio da terra para os lagos e riachos mais do que os aumentos projetados na precipitação total e extrema para a maior parte dos Estados Unidos continentais, de acordo com uma nova pesquisa de uma equipe de cientistas climáticos da Carnegie liderada por Gang Zhao e Anna Michalak publicou no Anais da Academia Nacional de Ciências.
As condições previstas por essas descobertas são opostas às décadas recentes, quando o aumento da precipitação ultrapassou o aquecimento e levou a mais poluição aquática por nitrogênio. Compreender os papéis relativos das mudanças na temperatura e na precipitação é fundamental para projetar estratégias de gestão da qualidade da água que sejam robustas às mudanças climáticas e, ao mesmo tempo, garantir o abastecimento sustentável de alimentos e água.
A atividade humana alterou completamente a forma como o nitrogênio se move através dos sistemas aquático, terrestre e atmosférico do planeta. O nitrogênio dos fertilizantes chega aos cursos d’água e, em excesso, pode levar à proliferação de algas produtoras de toxinas ou a zonas mortas de baixo oxigênio chamadas hipóxia. Nos últimos verões, grandes florescimentos de algas em lagos e regiões costeiras dos Estados Unidos receberam ampla cobertura de notícias.
Anna Michalak, da Carnegie, e sua equipe passaram a última década estudando como a mudança climática afetará o escoamento de nitrogênio e os riscos subseqüentes à qualidade da água. Uma das maiores questões para aqueles que trabalham para entender e prevenir sérios danos à qualidade da água é o equilíbrio entre como as mudanças na temperatura e as mudanças na precipitação afetarão a capacidade da poluição por nitrogênio de entrar em cursos d’água em risco.
“O solo complexo e os sistemas aquáticos pelos quais o nitrogênio viaja, as transformações químicas que ele sofre ao longo do caminho e as várias maneiras pelas quais as mudanças de temperatura e precipitação afetarão esses processos tornam o gerenciamento de nutrientes um grande desafio”, explicou Zhao.
Por exemplo, a precipitação média e extrema afeta a quantidade de nitrogênio que sai da terra e chega aos cursos de água, bem como quanto tempo leva para o nitrogênio atingir lagos ou zonas costeiras, onde pode eventualmente criar condições perigosas. A temperatura também afeta indiretamente a quantidade de nitrogênio que acaba nos cursos d’água, porque o aquecimento das temperaturas aumenta a evaporação, impedindo que ele entre nos riachos. A temperatura também afeta a forma como o nitrogênio interage com a vida microbiana no solo e no sedimento, potencialmente prendendo-o ali ou alterando seu curso.
“Embora os impactos das mudanças induzidas pelas mudanças climáticas nos padrões de precipitação tenham sido explorados, o efeito dos aumentos de temperatura no movimento do nitrogênio para os rios não foi quantificado em escalas continentais até agora devido à falta de dados disponíveis”, acrescentou Zhao.
Zhao, Michalak e seus colegas de Carnegie, Julian Merder e Tristan Ballard, analisaram várias décadas de dados rastreando o movimento do nitrogênio através de sistemas fluviais nos Estados Unidos continentais e os usaram para projetar trajetórias futuras para o movimento do nitrogênio em cenários de mudança climática. Eles determinaram que o aumento das temperaturas provavelmente compensará, ou mesmo diminuirá, a quantidade de excesso de nitrogênio despejado nos rios na maioria dos EUA, apesar de um aumento previsto na precipitação.
Essas descobertas são contrárias às décadas recentes, quando a precipitação foi o fator dominante sobre a temperatura na determinação da quantidade de nitrogênio que se acumulou nas vias navegáveis dos EUA. Zhao, Michalak e seus colegas dizem que este trabalho forma uma linha de base crítica para pesquisas futuras sobre a interação entre o ciclo do nitrogênio e as mudanças climáticas.
“Nossa pesquisa ilustra as formas complexas e às vezes surpreendentes como as mudanças climáticas afetam os sistemas dinâmicos do nosso planeta”, concluiu Michalak. “Desvendar os vários fatores que estão alterando os impactos das mudanças climáticas na qualidade da água ajudará os agricultores, gestores de terras e formuladores de políticas a buscar as melhores estratégias possíveis para garantir a proteção da qualidade da água e, ao mesmo tempo, garantir a produção sustentável de alimentos e o abastecimento de água”.
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