Os solos podem liberar muito mais CO2 do que o esperado na atmosfera com o aquecimento do clima, de acordo com uma nova pesquisa feita por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab).

Suas descobertas são baseadas em um experimento de campo que, pela primeira vez, explorou o que acontece com o carbono orgânico preso no solo quando todas as camadas do solo são aquecidas, que neste caso se estendem a uma profundidade de 100 centímetros. Os cientistas descobriram que o aquecimento da superfície e das camadas mais profundas do solo em três parcelas experimentais aumentava a liberação anual de CO2 das parcelas em 34 a 37 por cento sobre o solo não aquecido. Muito do CO2 originado de camadas mais profundas, indicando que os estoques mais profundos de carbono são mais sensíveis ao aquecimento do que se pensava anteriormente.

Eles relatam seu trabalho online em 9 de março no jornal Ciência .

Os resultados lançam luz sobre o que é potencialmente uma grande fonte de incerteza nas projeções climáticas. O carbono orgânico do solo abriga três vezes mais carbono do que a atmosfera da Terra. Além disso, o aquecimento deve aumentar a taxa na qual os micróbios decompõem o carbono orgânico do solo, liberando mais CO2 na atmosfera e contribuindo para as mudanças climáticas.

Mas, até agora, a maioria dos experimentos de aquecimento do solo baseados em campo focaram apenas nos primeiros cinco a 20 centímetros do solo - o que deixa muito carbono sem explicação. Especialistas estimam que solos abaixo de 20 centímetros de profundidade contêm mais de 50% do estoque de carbono orgânico do planeta. As grandes questões têm sido:em que medida as camadas mais profundas do solo respondem ao aquecimento? E o que isso significa para a liberação de CO2 na atmosfera?

"Descobrimos que a resposta é bastante significativa, "diz Caitlin Hicks Pries, um pesquisador de pós-doutorado na Divisão de Ciências Climáticas e Ecossistêmicas do Berkeley Lab. Ela conduziu a pesquisa com a co-autora correspondente Margaret Torn, e Christina Castahna e Rachel Porras, que também são cientistas do Berkeley Lab.

"Se nossas descobertas forem aplicadas a solos ao redor do globo semelhantes aos que estudamos, significando solos que não estão congelados ou saturados, nossos cálculos sugerem que em 2100 o aquecimento das camadas mais profundas do solo pode causar uma liberação de carbono para a atmosfera a uma taxa significativamente maior do que hoje, talvez até 30 por cento das atuais emissões de carbono anuais causadas pelo homem, dependendo das suposições nas quais a estimativa se baseia, "acrescenta Hicks Pries.

A necessidade de compreender melhor a resposta de todas as profundidades do solo ao aquecimento é enfatizada por projeções de que, ao longo do próximo século, solos mais profundos aquecerão aproximadamente na mesma taxa que os solos superficiais e o ar. Além disso, Painel Intergovernamental sobre Simulações de Mudanças Climáticas da temperatura média global do solo, usando um cenário "business-as-usual" em que as emissões de carbono aumentam nas próximas décadas, preveja que o solo vai aquecer 4 ° Celsius em 2100.

Para estudar os impactos potenciais deste cenário, os cientistas do Berkeley Lab foram os pioneiros em uma configuração experimental inovadora na Estação de Pesquisa Florestal de Blodgett da Universidade da Califórnia, que está localizado no sopé das montanhas de Sierra Nevada na Califórnia. O solo na estação de pesquisa é representativo de solos de floresta temperada, que, por sua vez, respondem por cerca de 13,5% da área do solo em todo o mundo.

Os cientistas construíram seu experimento em torno de seis parcelas de solo que medem três metros de diâmetro. O perímetro de cada parcela era circundado por 22 cabos de aquecimento que foram enterrados verticalmente a mais de dois metros de profundidade. Eles aqueceram três das parcelas a 4 ° Celsius por mais de dois anos, deixando as outras três parcelas sem aquecimento para servirem de controle.

Eles monitoraram a respiração do solo de três maneiras diferentes ao longo do experimento. Cada parcela tinha uma câmara automatizada que media o fluxo de carbono na superfície a cada meia hora. Além disso, um dia a cada mês, Hicks Pries e a equipe mediram os fluxos de carbono na superfície em sete locais diferentes em cada parcela.

Um terceiro método investigou o importantíssimo reino subterrâneo. Um conjunto de "canudos" de aço inoxidável foi instalado abaixo da superfície em cada parcela. Os cientistas usaram as palhetas para medir as concentrações de CO2 uma vez por mês em cinco profundidades entre 15 e 90 centímetros. Conhecendo essas concentrações de CO2 e outras propriedades do solo, eles poderiam modelar até que ponto cada profundidade contribuiu para a quantidade de CO2 liberada na superfície.

Eles descobriram que, do aumento de 34 a 37 por cento no CO2 liberado nas três parcelas aquecidas, 40% desse aumento foi devido ao CO2 que veio de menos de 15 centímetros. Eles também descobriram que a sensibilidade do solo ao aquecimento era semelhante nas cinco profundidades.

Os cientistas dizem que essas descobertas sugerem que o grau em que o carbono orgânico do solo influencia as mudanças climáticas pode estar subestimado atualmente.

"Existe uma suposição de que o carbono no subsolo é mais estável e não responde ao aquecimento como no solo, mas aprendemos que não é o caso, "diz Torn." Camadas mais profundas do solo contêm muito carbono, e nosso trabalho indica que é um componente chave que falta em nossa compreensão do feedback potencial dos solos para o clima do planeta. "