Peatlands, que constituem 3 por cento da área total da Terra, são conhecidos por vários nomes - mouros, atoleiros, pântanos, pântanos e porções de tundra permafrost. Eles também armazenam uma quantidade significativa de carbono da Terra.

Uma equipe de pesquisa da Florida State University e do Georgia Institute of Technology estão prestando muita atenção a esses sistemas complicados porque descobriram que o aquecimento da Terra está estimulando mudanças complexas no ecossistema com o resultado final de ainda mais gases de efeito estufa sendo liberados no ar.

As descobertas da equipe - uma parte de um projeto maior que estuda o aquecimento das turfeiras liderado por Paul Hanson do Oak Ridge National Lab (ORNL) do Departamento de Energia dos EUA - foram publicadas hoje no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences .

FSU química ambientalista Rachel Wilson, o autor principal do estudo, disse que o aquecimento faz com que mais gases de efeito estufa sejam emitidos para a atmosfera por causa de um efeito em cascata e essas emissões mais elevadas, se não diminuiu, provavelmente continuarão a longo prazo.

"Primeiro, a comunidade vegetal responde ao aquecimento e produz mais açúcares, "Wilson disse." Esses açúcares são então combustível para os microorganismos anaeróbicos que produzem dióxido de carbono e metano como seus produtos de respiração. Isso sugere que o aumento na produção de metano em temperaturas mais altas não é um efeito transitório, mas é provável que persista ao longo do tempo, agravando a crise climática ao adicionar gases de efeito estufa à atmosfera. "

Os pesquisadores estão particularmente preocupados com os ciclos de feedback através dos quais o aquecimento do clima acelera a produção de gases de efeito estufa nas turfeiras, que então aquece ainda mais o clima. As turfeiras estão entre os maiores bancos de carbono da superfície da Terra, contendo tanto dióxido de carbono quanto a atmosfera pré-industrial. O carbono armazenado nas turfeiras é vulnerável ao clima.

"Como as turfeiras aquecem, mais do carbono armazenado lá torna-se suscetível à decomposição por microorganismos, que então é liberado como dióxido de carbono e, ainda mais preocupante, metano, "Wilson disse.

Robert O. Lawton Distinguished Professor e John Widmer Winchester Professor de Oceanografia Jeff Chanton, um especialista de renome mundial em metano, dirige a parte da FSU no projeto e está envolvida desde 2012.

"O metano atualmente conduz cerca de 25 por cento das 'forças climáticas, "ou influência na atmosfera que retém o calor e aquece a terra, em comparação com o dióxido de carbono, o que impulsiona quase todo o resto, "Disse Chanton." Mas o metano é um gás de efeito estufa mais forte do que o CO ₂ por um fator de 30. A pesquisa mostra que, com condições de aquecimento, o ciclo do carbono das turfeiras mudará de sequestro para emissões com um efeito crescente de metano. É duplamente ruim. "

Microbiologista da Georgia Tech e presidente associado de pesquisa Joel Kostka, que co-liderou o estudo, disse que este resultado desagradável é atenuado pelas condições extremas encontradas em turfeiras em todo o mundo.

"Embora a maioria das turfeiras estejam nas regiões do norte, que estão passando pelo aquecimento mais rápido do planeta, estamos falando de frio geral, solos ácidos onde não há oxigênio, "Kostka disse." Metanógenos crescem muito lentamente sob essas condições extremas. Vemos sua atividade aumentando com o aquecimento, mas eles ainda não estão crescendo tão rápido. "

Juntos, o grupo de pesquisa viaja para o norte de Minnesota até quatro vezes por ano para coletar amostras nas instalações gerenciadas pelo ORNL. Os pesquisadores da FSU analisam a turfa quanto às concentrações e isótopos de dióxido de carbono e metano abaixo do solo, enquanto a equipe de Kostka estuda amostras com métodos microbiológicos avançados.

Wilson também recebeu uma concessão para usar as instalações do Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia, o que lhe permitiu ter amostras analisadas usando uma variedade de técnicas ambientais de ponta.

Com a ajuda de Malak Tfaily, um ex-aluno da FSU que agora é professor assistente na Universidade do Arizona, eles usaram a técnica de espectrometria de massa de alta resolução do laboratório, FTICR-MS, que foi amplamente pioneiro no Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético, sediado em FSU.

A pesquisa FSU e Georgia Tech é uma parte do muito maior experimento Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments, ou SPRUCE, para estudar os feedbacks do clima das turfeiras. Supervisionado e dirigido por Hanson do ORNL, uma turfa no norte da Floresta Experimental Marcell de Minnesota é experimentalmente aquecida a várias temperaturas dentro de grandes cercados. Tanto o ar quanto a turfa são aquecidos a temperaturas que simulam climas mais quentes.

Cientistas de vários laboratórios nacionais do DOE, incluindo ORNL, o Serviço Florestal dos EUA do Departamento de Agricultura dos EUA, e uma série de universidades americanas e internacionais estão colaborando para determinar as mudanças na vegetação, características físicas da turfa, e refinar os modelos climáticos para capturar melhor como esses ecossistemas críticos para o clima respondem às condições de aquecimento.