Após 26 anos, o experimento mais antigo do mundo para descobrir como o aquecimento das temperaturas afetam os solos da floresta revelou um surpreendente, resposta cíclica:O aquecimento do solo estimula períodos de liberação abundante de carbono do solo para a atmosfera, alternando com períodos sem perda detectável nos estoques de carbono do solo. Geral, os resultados indicam que em um mundo em aquecimento, um feedback de carbono auto-reforçador e talvez incontrolável ocorrerá entre os solos da floresta e o sistema climático, aumentando o dióxido de carbono atmosférico causado pela queima de combustíveis fósseis e acelerando o aquecimento global. O estudo, liderado por Jerry Melillo, Distinto Cientista do Laboratório Biológico Marinho (MBL), aparece na edição de 6 de outubro de Ciência .

Melillo e seus colegas começaram esta experiência pioneira em 1991 em uma floresta decídua na floresta de Harvard em Massachusetts. Eles enterraram os cabos elétricos em um conjunto de parcelas e aqueceram o solo 5 ° C acima da temperatura ambiente das parcelas de controle. Ao longo do experimento de 26 anos (que ainda continua), os lotes aquecidos perderam 17% do carbono armazenado na matéria orgânica nos 60 centímetros superiores do solo.

"Para colocar isso em contexto, "Melillo diz, "cada ano, principalmente da queima de combustível fóssil, estamos liberando cerca de 10 bilhões de toneladas métricas de carbono na atmosfera. Isso é o que está causando o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera e o aquecimento global. Os solos do mundo contêm cerca de 3, 500 bilhões de toneladas métricas de carbono. Se uma quantidade significativa desse carbono do solo for adicionada à atmosfera, devido à atividade microbiana em solos mais quentes, que vai acelerar o processo de aquecimento global. E uma vez que este feedback de auto-reforço começa, não há uma maneira fácil de desligá-lo. Não há interruptor para virar. "

Ao longo do experimento, A equipe de Melillo observou flutuações na taxa de emissão de carbono do solo das parcelas aquecidas, indicando ciclos na capacidade dos micróbios do solo de degradar a matéria orgânica e liberar carbono. A Fase I (1991 a 2000) foi um período de perda substancial de carbono do solo que foi rápida no início, em seguida, diminuiu a velocidade para perto de zero. Na Fase II (2001-2007), não houve diferença nas emissões de carbono entre as parcelas aquecidas e de controle. Durante esse tempo, a comunidade microbiana do solo nas parcelas aquecidas estava passando por uma reorganização que levou a mudanças na estrutura e função da comunidade. Na Fase III (2008-2013), a liberação de carbono das parcelas aquecidas novamente excedeu a das parcelas de controle. Isso coincidiu com uma mudança contínua na comunidade microbiana do solo. Micróbios que podem degradar a matéria orgânica do solo mais recalcitrante, como a lignina, tornou-se mais dominante, como mostrado por análises de enzimas genômicas e extracelulares. Na Fase IV (2014 à atual), as emissões de carbono dos lotes aquecidos caíram novamente, sugerindo que outra reorganização da comunidade microbiana do solo poderia estar em andamento. Se o padrão cíclico continuar, A fase IV acabará por fazer a transição para outra fase de maior perda de carbono das parcelas aquecidas.

"Este trabalho enfatiza o valor dos estudos ecológicos de longo prazo que são a marca registrada da pesquisa no Centro de Ecossistemas do MBL, "diz David Mark Welch, Diretor de Pesquisa do MBL. "Esses grandes estudos de campo, combinado com modelagem e uma compreensão cada vez mais sofisticada do papel das comunidades microbianas na dinâmica do ecossistema, fornecer uma nova visão para os desafios colocados pela mudança climática. "

"O futuro é um futuro mais quente. Quanto mais quente é a questão, "Diz Melillo." Em termos de emissões de carbono de combustíveis fósseis, nós poderíamos controlar isso. Poderíamos fechar usinas elétricas movidas a carvão, por exemplo. Mas se os micróbios em todas as paisagens respondem ao aquecimento da mesma forma que observamos em solos de floresta de latitude média, esse fenômeno de feedback de auto-reforço continuará por um tempo e não seremos capazes de desligar esses micróbios. Uma preocupação especial é o grande reservatório de carbono facilmente decomposto que é congelado nos solos do Ártico. À medida que esses solos descongelam, este fenômeno de feedback seria um componente importante do sistema climático, com a mudança climática se alimentando em um mundo em aquecimento. "