p Pesquisadores da Universidade de East Anglia ajudaram a desenvolver uma nova maneira de medir como as plantas árticas respondem às mudanças climáticas. p Nas ultimas decadas, o Ártico está esquentando duas vezes mais rápido que o resto do planeta. Ao mesmo tempo, medições de dióxido de carbono atmosférico de longo prazo mostraram aumentos substanciais na quantidade de carbono absorvido e emitido pelas plantas e solo - o ecossistema terrestre - no Ártico a cada ano.

p Os cientistas presumiram que esse ecossistema terrestre estava desempenhando um grande papel nas mudanças que estão vendo no ciclo do carbono no Ártico.

p Mas eles careciam de uma técnica para medir a absorção e liberação de carbono de forma independente. E esta é a chave para entender como a biosfera está respondendo às mudanças climáticas causadas pelas emissões de combustíveis fósseis.

p Agora, um novo estudo, publicado no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences , fornece novos insights sobre este importante processo sobre o Ártico e a região boreal, com base na modelagem de medições atmosféricas de um produto químico relacionado - sulfeto de carbonila.

p Liderados por pesquisadores da National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), a equipe internacional de cientistas desenvolveu uma nova maneira de analisar as medições atmosféricas do gás-traço carbonil-sulfeto, junto com o CO atmosférico ₂ Medidas, para fornecer informações sobre a quantidade total de carbono absorvido pela vegetação terrestre durante a fotossíntese.

p Dr. Parvadha Suntharalingam, da Escola de Ciências Ambientais da UEA, e um co-autor do estudo, disse:"Este trabalho nos dá informações novas e valiosas sobre os processos que controlam o CO ₂ absorção pela vegetação terrestre na área boreal do Ártico.

p "O sulfeto de carbonila é absorvido pelas plantas durante a fotossíntese, mas ao contrário de CO ₂ , não é liberado de volta para a atmosfera pelos processos de respiração do ecossistema. Portanto, nos dá uma maneira de separar os dois processos-chave - fotossíntese e respiração - que controlam como o CO ₂ é trocado entre a vegetação terrestre e a atmosfera.

p “Esta pesquisa fornece novas estimativas da absorção de carbono pelos ecossistemas terrestres nas regiões de alta latitude da América do Norte.

p “Reduz as incertezas em relação às avaliações anteriores, e também investiga a influência de outros fatores ambientais - como temperatura e radiação solar - nos processos que controlam a absorção de carbono por esses ecossistemas de alta latitude.

p "Nossa análise mostra o potencial de usar medições de sulfeto de carbonila como um meio independente de obter informações adicionais sobre os principais processos do ciclo do carbono, " ela adicionou.

p Pesquisador-chefe Lei Hu, um cientista do Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais (CIRES) que trabalha na NOAA no Colorado, disse:"Agora podemos estudar como os ecossistemas terrestres árticos reagem às mudanças climáticas em níveis de processo, porque somos capazes de separar a captação fotossintética e a respiração do ecossistema em escalas regionais. "

p O que é sulfeto de carbonila?

p Os cientistas sabem há muito tempo que as plantas absorvem dióxido de carbono, ou CO ₂ , para alimentar a fotossíntese durante a estação de crescimento, e então emiti-lo de volta para a atmosfera durante o outono e inverno, quando o tecido vegetal se decompõe. Este dar e receber, contra o CO atmosférico em rápida ascensão ₂ níveis, torna impossível para os cientistas estimar diretamente como o CO ₂ absorção pela fotossíntese está mudando ao longo do tempo com base nas medições de CO ₂ sozinho.

p Contudo, as plantas precisam de outros nutrientes, incluindo enxofre - que não é liberado no final da estação de cultivo. Sulfeto de carbonila, ou COS, é uma molécula simples que é muito semelhante ao CO ₂ .

p Enquanto CO ₂ é composta por um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio, COS consiste em um átomo de carbono, um átomo de oxigênio e um átomo de enxofre. Produzido continuamente por processos oceânicos, também pode ser encontrado em gases vulcânicos, combustão de petróleo bruto, pântanos e solos sulfurosos, bem como escapamento de diesel, gás natural, e emissões da refinaria.

p Ele está presente na atmosfera em pequenas quantidades (partes por trilhão). A absorção pelas plantas é o processo dominante que remove o COS da atmosfera.

p Como os ecossistemas do Ártico estão mudando?

p No novo estudo, Hu e uma equipe de pesquisadores da NOAA, a Universidade do Colorado, Colorado State University, Universidade da Califórnia - Santa Cruz, NASA / Associação de Pesquisa Espacial das Universidades, Universidade Rutgers, e a UEA analisou medições atmosféricas de sulfeto de carbonila coletadas da Rede Global de Referência de Gases de Efeito Estufa da NOAA de 2009 a 2013 para investigar o ciclo do carbono nas regiões árticas e boreais da América do Norte.

p A contribuição da UEA forneceu dados e informações sobre as fontes oceânicas de sulfeto de carbonila para a atmosfera. Oceanic emissions provide the largest global source of COS to the atmosphere—so accurate knowledge of these fluxes is needed when using atmospheric measurements to identify and quantify the uptake of COS and CO ₂ by vegetation during photosynthesis.

p The team estimated plants over this region took up 3.6 billion metric tons of carbon from the atmosphere during photosynthesis each year. They also found that warming temperatures were causing increases in both net uptake in spring and net off-gassing in fall, but not equally, due to regulation by both temperature and light.

p From 1979–1988 to 2010–2019, the annual spring soil temperature in the region increased by an average of 0.9℉, while the autumn temperature increased by 1.8℉. The researchers found that in spring, the soil temperature increase helps to ramp up photosynthetic uptake of carbon as sunlight floods the region. In the autumn, the amount of carbon taken up by plants is reduced by the dwindling amount of sunlight, despite soil temperatures remaining elevated until late autumn.

p Em contraste, when it came to giving off CO ₂ , the scientists found the rate was mainly controlled by temperature.

p The results were also consistent with satellite remote-sensing-based gross primary production estimates in both space and time, boosting confidence in the findings.

p Implications for the future

p One of the big unknowns about the future Arctic is whether plant communities around the Northern Hemisphere will continue to increase their carbon uptake as atmospheric CO ₂ rises. One way to obtain a clearer picture, Hu said, would be to make more COS measurements from the region.

p If Arctic surface temperature continues to increase, especially in the fall and winter, the Arctic may start emitting more CO ₂ than it takes up, exacerbating climate change.

p Expanding the atmospheric COS observing system could improve scientists' ability to monitor how much carbon land plants are removing from the atmosphere as CO ₂ levels increase and climate changes, which would improve understanding of the climate-carbon cycle feedbacks and climate projections in the Arctic and Boreal regions.

p "COS-derived GPP relationships with temperature and light help explain high-latitude atmospheric CO ₂ seasonal cycle amplification" is published in the Proceedings of the National Academy of Sciences .