Micróbios com fome de energia podem ser a força que faz com que grandes quantidades de carbono sejam armazenadas em solos profundos, de acordo com um estudo do Dartmouth College. A pesquisa descobriu que menos energia alimentar em profundidade torna mais difícil decompor depósitos de carbono orgânico, criando um depósito subterrâneo para o elemento químico que desestabiliza o clima.

O estudo, publicado em Biologia e Bioquímica do Solo , descreve as condições que fundamentam se o solo profundo atua como uma fonte ou sumidouro de carbono.

O destino do carbono profundo do solo é uma consequência importante para os pesquisadores que estudam as mudanças climáticas. Estima-se que 2.400 gigatoneladas de carbono são armazenados no solo, com dois terços dele situados abaixo dos 20 cm de profundidade. A quantidade de carbono no solo profundo sozinho é cerca do dobro da quantidade de carbono na forma de dióxido de carbono que existe na atmosfera da Terra.

Se as taxas de decomposição aumentam como resultado da mudança climática, então, o carbono armazenado em solos profundos será liberado na atmosfera como o gás de efeito estufa dióxido de carbono. A pesquisa testou como a decomposição muda com a profundidade do solo para ajudar a prever se o carbono profundo do solo seria vulnerável a tais mudanças induzidas pelo clima.

“O carbono do solo profundo é realmente importante para a compreensão do futuro das mudanças climáticas, "disse Caitlin Hicks Pries, professor assistente de biologia em Dartmouth. "Entender as forças que fazem com que tanto carbono e todo o seu potencial de gases de efeito estufa sejam armazenados no subsolo nos ajuda a prever como será nosso clima futuro."

O carbono orgânico do solo vem da decomposição de plantas mortas e pode permanecer no solo por milhares de anos. A equipe de pesquisa começou a ver como o lixo das raízes se decompõe em diferentes profundidades para entender por que parte do carbono do solo profundo pode ser armazenado por um período tão longo de tempo e por que outro carbono é liberado na atmosfera.

A equipe incubou raízes em profundidades que variam de 15 cm a 95 cm em um grupo de árvores coníferas de 80 anos no sopé das montanhas de Sierra Nevada na Califórnia. De acordo com o estudo, a perda de carbono da serapilheira durante os primeiros seis meses foi semelhante em todas as profundidades. Contudo, depois de 30 meses, a perda de carbono foi significativamente mais lenta nas maiores profundidades.

A equipe descobriu que a menor quantidade de energia que está prontamente disponível para os micróbios na forma de carbono dissolvido pode ser a razão para uma decomposição mais lenta. Como resultado das taxas de decomposição mais lentas, é mais provável que o carbono seja armazenado a longo prazo.

"As raízes finas vivas alimentam o solo com substratos que são como doces para os micróbios. A falta dessa fonte de energia em profundidade nega aos micróbios a energia de que precisam para decompor com eficiência as raízes mortas, "disse Hicks Pries.

Para conduzir o estudo, a equipe também contou com o modelo de Organismos de Carbono Rhizosfera e Proteção no Meio Ambiente do Solo desenvolvido na Universidade de Princeton e na Universidade da Califórnia, Merced. Conhecido como CORPSE, o programa prevê a atividade microbiana e permite que os pesquisadores vejam como a quantidade de energia disponível se traduz em processos biológicos para decompor as raízes.

CORPSE mostrou que a decomposição prossegue de forma relativamente rápida quando a energia alimentar está disponível, mas que sem uma fonte externa de energia, micróbios em profundidade perdem a capacidade de decompor as raízes.

"CORPSE nos permite focar no papel dos seres vivos no processo de decomposição ao estudar o carbono do solo, em vez de apenas olhar para o material que está sendo decomposto, "disse Benjamin Sulman, um cientista de projeto da Universidade da Califórnia, Merced. "Este estudo mostra por que é importante incluir esses processos biológicos nos modelos de computador que usamos para fazer previsões sobre como os ecossistemas e o clima mudarão no futuro."

Embora as descobertas não prevejam quanto carbono será liberado do solo profundo em um determinado período de tempo, os resultados permitem que os pesquisadores entendam como uma mudança nas condições climáticas pode impactar o destino do carbono do solo profundo.

Por exemplo, o aumento das chuvas pode transportar mais energia na forma de carbono orgânico dissolvido para solos mais profundos e resultar em mais carbono liberado na atmosfera. Uma mudança nas plantas dominantes para espécies com raízes finas de crescimento profundo, também poderia forçar mais carbono na atmosfera, enquanto as plantas com raízes grossas podem ter o impacto inverso.

"Devemos nos preocupar porque, com o aquecimento das temperaturas, este carbono orgânico profundo do solo tem o potencial de ser liberado como dióxido de carbono, forçando um feedback positivo para as mudanças climáticas, "disse Hicks Pries.

De acordo com o jornal, os processos que controlam a ciclagem do carbono orgânico do solo profundo têm recebido pouca atenção, embora mais da metade do carbono do solo mundial seja armazenado abaixo de 20 cm.

"Esta abordagem perde a enorme quantidade de carbono que reside no solo profundo, "disse Hicks Pries.

A pesquisa indica que o nível de umidade e a temperatura não afetam diretamente as taxas de decomposição no solo profundo e que a abundância microbiana provavelmente também não. Níveis mais baixos de nitrogênio podem ser um fator, mas seriam necessários mais testes.