A descoberta surge de um esforço para mapear onde a vegetação está emitindo e absorvendo dióxido de carbono da atmosfera.

As árvores e plantas da Terra retiram grandes quantidades de dióxido de carbono da atmosfera durante a fotossíntese, incorporando parte desse carbono em estruturas como madeira. As áreas que absorvem mais carbono do que emitem são chamadas de sumidouros de carbono. Mas as plantas também podem emitir gases de efeito estufa durante processos como a respiração, quando as plantas mortas se decompõem, ou durante a combustão no caso de incêndios. Os pesquisadores estão particularmente interessados ​​em saber se - e como - as plantas na escala de um ecossistema como uma floresta agem como fontes ou sumidouros em um mundo cada vez mais quente.

Um estudo recente conduzido por cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia identificou se áreas com vegetação, como florestas e savanas ao redor do mundo, eram fontes ou sumidouros de carbono todos os anos de 2000 a 2019. A pesquisa descobriu que, ao longo dessas duas décadas, plantas lenhosas vivas foram responsáveis ​​por mais de 80% das fontes e sumidouros na terra, com solo, serapilheira, e matéria orgânica em decomposição que compõe o resto. Mas eles também viram que a vegetação retinha uma fração muito menor do carbono do que os cientistas pensavam originalmente.

Além disso, os pesquisadores descobriram que a quantidade total de carbono emitido e absorvido nos trópicos era quatro vezes maior do que nas regiões temperadas e áreas boreais (as florestas mais ao norte) combinadas, mas que a capacidade das florestas tropicais de absorver grandes quantidades de carbono diminuiu nos últimos anos. O declínio dessa capacidade é devido ao desmatamento em grande escala, degradação do habitat, e os efeitos da mudança climática, como secas e incêndios mais frequentes. Na verdade, o estudo, publicado em Avanços da Ciência , mostraram que 90% do carbono que as florestas ao redor do mundo absorvem da atmosfera é compensado pela quantidade de carbono liberado por distúrbios como desmatamento e secas.

Os cientistas criaram mapas de fontes e sumidouros de carbono de mudanças no uso da terra, como desmatamento, degradação do habitat, e plantio florestal, bem como o crescimento da floresta. Eles fizeram isso analisando dados sobre a vegetação global coletados do espaço usando instrumentos como o Geoscience Laser Altimeter System (GLAS) da NASA a bordo do ICESat e o Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a bordo dos satélites Terra e Aqua, respectivamente. A análise usou um algoritmo de aprendizado de máquina que os pesquisadores primeiro treinaram usando dados de vegetação coletados no solo e no ar usando instrumentos de varredura a laser.

Fazendo o inventário

"Muitas pesquisas anteriores não foram espacialmente explícitas - não tínhamos um mapa de onde os fluxos de carbono estavam ocorrendo, "disse Nancy Harris, diretor de pesquisa do programa florestal do World Resources Institute em Washington e um dos autores do estudo.

Outras maneiras de estimar a quantidade de carbono que é trocado entre áreas com vegetação e a atmosfera incluem observar quantas plantas ou florestas existem em uma determinada região e estudar as mudanças no uso da terra, combinando essas informações com estimativas de emissão de carbono. Mas esses métodos têm limitações espaciais ou temporais que os autores do estudo tentaram abordar com seu método de aprendizado de máquina.

Saber onde as plantas estão absorvendo carbono e onde estão emitindo é importante para monitorar como as florestas e outras regiões com vegetação respondem às mudanças climáticas. "A Amazônia foi considerada um sumidouro de carbono substancial por causa de grandes extensões de floresta virgem que absorvem dióxido de carbono, "disse Sassan Saatchi, cientista principal do JPL e investigador principal do estudo. "Contudo, nossos resultados mostram que, em geral, a Bacia Amazônica está se tornando quase neutra em termos de balanço de carbono por causa do desmatamento, degradação, e os impactos do aquecimento, secas frequentes, e incêndios nas últimas duas décadas liberam dióxido de carbono na atmosfera. "

Saatchi e seus colegas desenvolveram suas análises para que seja mais fácil rastrear mudanças em áreas com vegetação com base em dados coletados tanto no solo quanto remotamente. "Nossa abordagem é projetada para garantir que possamos equilibrar sistematicamente o orçamento global de carbono a cada ano, e que os países podem usar os resultados e a metodologia para a gestão de carbono e suas próprias necessidades de relatórios, " ele disse.

Essa análise de orçamento ajudou os pesquisadores a entender melhor a dinâmica de como as florestas e outras áreas com vegetação ao redor do mundo armazenam o carbono que estão absorvendo da atmosfera. "Muitos estudos anteriores descobriram que a vegetação em todo o mundo absorve uma grande quantidade de dióxido de carbono atmosférico, "disse o autor principal do estudo, Alan Xu, um pesquisador de carbono no JPL e UCLA. “Dá a impressão de que as florestas globais estão crescendo e ficando maiores em todos os lugares, mas não é esse o caso. "

Peças faltando

Este estudo ajuda a preencher o quadro de onde e como as árvores e plantas estão absorvendo ou emitindo carbono, mas há mais trabalho a ser feito. Os mapas de carbono baseados em satélite neste estudo cobriram cerca de 39 milhas quadradas (100 quilômetros quadrados) de cada vez, mas eles não podiam necessariamente captar as mudanças que aconteciam em escalas menores. E havia algumas informações sobre como as florestas armazenavam e emitiam carbono nesses mapas que não eram necessariamente consideradas nos cálculos de fonte-sumidouro dos pesquisadores. Algumas dessas lacunas de informação devem ser corrigidas por mapas de carbono de alta resolução fornecidos por satélites mais novos já em órbita, bem como as próximas missões como o NISAR da NASA-Indian Space Research Organization.

É importante entender como as regiões ao redor do mundo absorvem e emitem dióxido de carbono, disse Harris. "Se não estamos acertando esses padrões, podemos estar perdendo alguns desses ecossistemas e como eles estão afetando o ciclo do carbono. "Mas ela se sente encorajada pela grande quantidade de dados disponíveis para cientistas do clima sobre como o gás de efeito estufa se move entre a atmosfera e as florestas da Terra, pastagens, e outras áreas com vegetação.

Saatchi tem esperança de que ter uma abordagem mais sistemática e consistente para acompanhar quais partes do mundo estão agindo como fontes ou sumidouros de carbono permitirá um melhor monitoramento entre regiões e países. "Isso poderia permitir que países ao redor do mundo usassem os dados como orientação para cumprir seus compromissos nacionais com o Acordo de Paris sobre o Clima."