p Quase um terço do dióxido de carbono liberado na atmosfera anualmente pode ser rastreado até as bactérias que vivem no solo, onde eles quebram a matéria vegetal e animal para obter energia. p Para a maioria dos micróbios do solo, esta transformação requer oxigênio. Mas um novo estudo descobriu que minúsculo, populações dispersas de bactérias que vivem no solo são carentes de oxigênio e têm um efeito subestimado na quantidade desse potente gás de efeito estufa que é liberado no ar.

p A pesquisa, publicado sexta-feira, 24 de novembro no jornal Nature Communications e liderado por Scott Fendorf de Stanford e o ex-pós-doutorado Marco Keiluweit, descobre que esses bolsões de solo livres de oxigênio são vulneráveis ​​a perturbações causadas pelas mudanças climáticas e algumas práticas agrícolas. Os cientistas disseram que este trabalho pode ajudar a modelar as emissões futuras de carbono, dando melhores previsões de quanto CO2 pode ser liberado do solo.

p "Felizmente, os modeladores do clima estão nos paralelamente, "disse Fendorf, que é o professor da família Huffington em Ciências da Terra na Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais. "Eles precisam apreciar isso e eles são."

p Proteção de carbono

p O solo contém três vezes mais carbono do que a atmosfera. Parte desse carbono permanece preso no subsolo por meio de reações químicas com minerais. Contudo, a maioria está na forma de decomposição de matéria vegetal e animal, quais microorganismos se decompõem para criar energia e CO2 - o equivalente a comer e respirar.

p Este processo de decomposição normalmente requer oxigênio, mas nos pequenos bolsões de solo que carecem de oxigênio, chamados microsites anaeróbicos, as bactérias evoluíram para extrair energia da matéria orgânica sem oxigênio, embora com menos eficiência. Esses micróbios carentes de oxigênio produzem significativamente menos CO2 e também são incapazes de quebrar certas biomoléculas ricas em carbono, como ceras e lipídios.

p "Os microsites anaeróbios desempenham um papel protetor, pois preservam certos compostos orgânicos que são abundantes nos solos em todo o mundo, aumentando o armazenamento de carbono e diminuindo as emissões de CO2 dos solos, "disse Keiluweit, que agora é professor assistente da Universidade de Massachusetts em Amherst.

p Mas embora os cientistas saibam há muito tempo sobre a existência de microsites anaeróbicos, sua prevalência e sua contribuição geral para o ciclo global do carbono - as trocas de carbono entre a atmosfera da Terra, oceanos e sistemas terrestres - não foi bem compreendido e não foi considerado nos modelos de ecossistema que alimentam as projeções climáticas futuras.

p "A percepção geral é que os habitats que estão completamente submersos, como pântanos e pântanos, são anaeróbicos, e aquele não inundado, ou planalto, solos são principalmente aeróbicos, "Fendorf disse." O que mostramos neste estudo é que há realmente um volume muito significativo de solo de terras altas que fica em ambientes anaeróbicos. "

p Microsites no laboratório

p No novo estudo, Keiluweit e seus colegas criaram microsites anaeróbicos no laboratório, manipulando meticulosamente o fluxo de oxigênio para as amostras de solo e medindo a produção de CO2, bem como as concentrações de lipídios e cera.

p O que eles descobriram foi que, à medida que o oxigênio se tornava escasso, os micróbios do solo mudaram da respiração aeróbica para a respiração anaeróbica cada vez menos eficiente. Como resultado, menos moléculas de lipídios e ceras ricas em carbono foram decompostas e a produção de CO2 caiu por um fator de 10.

p Como uma verificação real de seus resultados, os pesquisadores também examinaram o solo de campos agrícolas em Oregon. Os resultados de laboratório e de campo mostraram tendências notavelmente consistentes, indicando que, ao contrário da sabedoria convencional, Os solos das terras altas contêm, de fato, grandes volumes de microsites anaeróbios que protegem tipos específicos de moléculas de carbono.

p "Com base nos resultados do nosso laboratório, seria de se esperar que os solos ricos em microsites anaeróbicos teriam muitos lipídios e ceras sobrando, e isso é o que encontramos nos campos, "Disse Keiluweit.

p Sensível a perturbações

p As novas descobertas destacam as muitas maneiras pelas quais as mudanças climáticas e certas práticas agrícolas podem alterar esses microssítios e mudar a quantidade de CO2 que é liberado do solo.

p Aquecendo o solo, por exemplo, é provável que aumente a quantidade de CO2 liberada na atmosfera. "Assim como conosco, quando você aquece micróbios, você aumenta sua atividade metabólica, "Disse Fendorf. Em regiões de solo com oxigênio, as bactérias residentes vão consumir mais desse oxigênio abundante e produzir CO2 de forma mais rápida e eficiente.

p Espera-se que a mudança climática torne algumas regiões mais úmidas e outras mais secas à medida que os padrões climáticos mudam. Essas duas tendências têm impactos diferentes sobre os micróbios do solo. As áreas que recebem mais chuva - ou mais irrigação por meio da agricultura - conterão menos oxigênio e, portanto, provavelmente produzirão menos CO2.

p O solo mais seco geralmente tem mais oxigênio e os micróbios que ele contém produzirão mais CO2. Contudo, sob condições muito secas, a produtividade cai para micróbios aeróbios e anaeróbios porque a água é essencial para a vida.

p "Mudanças na umidade do solo decorrentes da irrigação ou dos padrões climáticos irão, portanto, alterar a distribuição do metabolismo microbiano e a taxa de produção de CO2, "Fendorf disse.

p Além disso, afrouxamento frequente, ou lavrando, de solos areja o solo, tornando os microsites anaeróbios aeróbios e aumentando a liberação de CO2. "Nossas descobertas destacam um benefício das práticas de baixo plantio e outras práticas de uso da terra que limitam o aumento da aeração do solo, "Fendorf disse.