Saber como a Amazônia vai responder futuramente às mudanças climáticas provocadas pelo aumento de dióxido de carbono (CO2 ou gás carbônico) é uma das maiores questões que estudiosos do tema buscam resolver nas últimas décadas. Recentemente, pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa) deram um importante passo para a execução de um experimento que pretende preencher essa lacuna científica.
Em 26 de agosto, um primeiro modelo da principal estrutura do experimento foi apresentado aos responsáveis pelo estudo. Trata-se de uma torre de alumínio de 35 metros, projetada para a pesquisa e que ficará encarregada de liberar o CO2 em áreas específicas da floresta, próximo à cidade de Manaus. As primeiras unidades dessas torres - serão mais de 90 ao todo - devem ser instaladas na Amazônia nos próximos meses.
O experimento se chama AmazonFACE, um programa de pesquisa inédito que vai submeter essas áreas de floresta Amazônica a uma concentração atmosférica elevada de dióxido de carbono pelos próximos 10 anos. A ideia é projetar uma situação climática semelhante a que deverá ser encontrada entre 2050 e 2070, quando, em teoria, haverá mais CO2 liberado na atmosfera e a Terra estará, por conta disso, mais quente. As projeções são do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).
O gás carbônico é um dos principais responsáveis pelo efeito estufa e pelo aumento da temperatura na Terra desde a Revolução Industrial, no século 19. Ao mesmo tempo, é também a principal matéria-prima para as plantas realizarem a fotossíntese. Daí a hipótese levantada de que a floresta pode reagir positivamente a essas emissões.
"Essas hipóteses que a gente chama de fertilização por CO2 vêm questionar o que vai acontecer com a trajetória da Amazônia no futuro. A gente sabe que é inevitável, por um lado, que o aumento de dióxido de carbono na atmosfera aqueça o planeta e mude regimes de chuvas, mas a questão é: será que esse mesmo CO2 não vai fertilizar as plantas e tornar a vida delas mais fácil?", disse Carlos Alberto Quesada, pesquisador do Inpa.
Segundo ele, assim como o aumento de dióxido de carbono atmosférico no futuro pode levar a floresta amazônica a um processo de savanização (com temperaturas mais altas, regime de secas mais prolongados e regime pluviométrico semelhante ao do Cerrado), o mesmo gás pode também estimular a região a se proteger contra os efeitos deletérios deste aquecimento a partir de obtenção de nutrientes e desenvolvimento da capacidade de armazenar água e resistir aos períodos sem chuva.
O processo de fertilizar a floresta por meio de dióxido de carbono se chama Free-Air CO2 Enrichment (Enriquecimento por CO2 ao Ar Livre), que dá origem à sigla "FACE", presente no nome do programa. Países como Estados Unidos e Inglaterra já aplicaram o método em campo para estudar a reação de outras florestas, mas é a primeira vez que o experimento será aplicado na maior tropical do mundo.
"Queremos saber qual é o efeito do CO2 elevado sobre a Amazônia. Se esse efeito de fertilização de fato, existe, o quão forte ele é e quanto tempo dura em uma floresta tropical", disse David Lapola, coordenador do AmazonFACE e pesquisador do Centro de Pesquisas Meteorológicas Aplicadas à Agricultura (Cepagri) da Unicamp
"A Amazônia regula o clima no planeta, e é responsável por 25% da água doce que entra nos oceanos", relembrou Quesada. "Se o aumento de gás carbônico mudar o regime de chuvas, muda-se até a corrente de temperaturas. Em termos de efeitos planetários, uma mudança drástica de vegetação pode desequilibrar o planeta inteiro", completou.
Além disso, ele cita que uma eventual transformação da Amazônia poderia causar impactos socioeconômicos também, e não apenas mudanças na ordem da biologia e fisiologia da floresta.
"(Com uma possível savanização) vai ter migração para a cidade, aumento de doenças por causa do aumento de vetores, crise hídrica na geração de energia, aumento do consumo por conta das subidas de temperatura, e pode afetar a precipitação de chuvas importantes para o agronegócio do Sul do País", explicou o pesquisador do Inpa.
"Então, esse experimento, sem precedentes, tem uma importância muito grande porque vai resolver a maior dúvida climática atual no planeta, que é sobre o futuro da floresta amazônica", acrescentou.
Para conseguir ser colocado em prática, o projeto conta com uma equipe multidisciplinar de mais de 150 pesquisadores e com um investimento robusto. O programa tem o apoio financeiro dos governos brasileiro e britânico. O Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações vai injetar R$ 32 milhões nos próximos meses, e o governo da Grã-Bretanha, por meio do MetOffice, o Serviço Nacional de Meteorologia do Reino Unido, já repassou 2,25 milhões de libras (cerca de R$ 12,93 milhões) para viabilizar o experimento.
Como funcionará
O gás carbônico vai ser borrifado por orifícios presentes em tubos de polipropileno acoplados às torres, que estarão ligadas a um tanque de CO2 líquido. Na conexão entre tanque e torre, válvulas controlarão a quantidade de gás emitida por meio de um software. Esse sistema computacional vai garantir que o dióxido de carbono seja emitido na quantidade almejada pelo experimento - se o vento dispersar CO2 levado, por exemplo, o programa pedirá que mais gás seja liberado.
Serão instaladas, ao todo, 96 torres. As estruturas vão ser posicionadas em circunferências (anéis) de 30 metros de diâmetro, e cada uma delas será formada por 16, formando uma espécie de laboratório a céu aberto, que vai abraçar cerca de 49 espécies diferentes de vegetação em um raio de 15 metros. Dos seis anéis, três vão injetar o CO2 elevado, enquanto os demais vão ser o grupo controle e liberar ar ambiente, sem dióxido de carbono extra.
Ao longo de um ano, cada anel emitirá 1,4 mil toneladas de gás carbônico (3,8 toneladas por dia), valor que corresponde a um voo de ida e volta de São Paulo a Nova York.
Segundo David Lapola, da Unicamp, o desejo dos pesquisadores de rodar o experimento por dez anos é porque alguns efeitos não são imediatos e levam tempo para ser mensurados. "Há processos que, depois de 24 horas da aspersão de CO2, poderemos perceber alguma mudança, como a fotossíntese. No entanto, há outros, como o crescimento de troncos - onde está a maior parte da biomassa da floresta - que demoram mais tempo para acontecer. Por isso, precisamos de anos de experimento", explicou.
As torres, porém, não serão instaladas todas de uma vez. O estudo vai ser feito por etapas. A primeira delas consiste em começar com dois anéis, sendo cada um deles composto por 16 estruturas. A previsão é de que elas comecem a ser instaladas na Amazônia ainda este ano e que os primeiros testes comecem no início de 2023. A ideia é incluir as torres restantes até o final do ano que vem, até completar todos os seis anéis.
Esses objetos são feitos de alumínio, possuem 35 metros de altura e pesam cerca de 1,6 tonelada. Sua função é servir para que o topo ultrapasse as copas das árvores mais altas da região, que medem de 27 a 28 metros de altura, em média. Por uma questão de logística, o projeto será realizado em uma reserva do próprio Inpa, a 70 quilômetros de Manaus, capital do Estado do Amazonas.
De acordo com Quesada, o experimento também prevê medidas de compensação por todas as emissões de carbono borrifado ao longo da pesquisa. Isso engloba desde a construção do experimento (confecção das torres, transporte da estrutura até Amazônia), até a rodagem do AmazonFACE.
Além disso, os pesquisadores garantem que as torres foram construídas pensando no menor impacto ambiental possível.
Maurício Dário, engenheiro responsável pela projeção da estrutura, explicou à reportagem que, a partir das orientações do Inpa, ele desenhou as estruturas com uma silhueta (perímetro) de 1,5 metro, com objetivo de ocupar a menor área possível na floresta, e também que o alumínio foi escolhido como matéria-prima para não corroer e contaminar a biodiversidade local. "O alumínio não sofre corrosão, o que evita que aconteça a contaminação das árvores", disse.
Hipóteses
Muitas hipóteses são levantadas sobre a forma como a floresta amazônica vai reagir com a fertilização por CO2, tanto a nível macro (toda Amazônia), como a nível micro (dentro dos anéis que serão instalados).
Um dos resultados mais esperados, segundo Lapola, é o aumento da taxa de fotossíntese realizada pelas plantas, que resulta na produção de oxigênio e açúcar a partir de gás carbônico, água e luz - matérias-primas do processo físico-químico. "O CO2 é como se fosse um alimento para a planta fazer a fotossíntese", resumiu.
Ele lembra, porém, que a metodologia FACE nunca foi aplicada em uma floresta tropical, e que o aumento da taxa de fotossíntese em plantas deste tipo de bioma só tem sido observado em experimentos controlados em laboratórios: "Agora, a gente não vai enriquecer em CO2 uma árvore só. Vai ser uma parcela do ecossistema como um todo".
Se as plantas estudadas da Amazônia começarem a apresentar, de fato, aumento da fotossíntese, outras hipóteses já passariam a ser pensadas e, possivelmente, seriam observadas nas árvores presentes dentro do anéis.
Uma delas é o crescimento acelerado de algumas delas, sobretudo as de espécies pioneiras, e também trepadeiras, que possuem uma madeira mais flexível e são mais sensíveis ao estímulo do CO2 elevado.
O crescimento de outras espécies, entretanto, pode não acontecer por conta da falta de fósforo no solo da Amazônia - 60% apresenta deficiência do nutriente. No entanto, de acordo com o pesquisador, o CO2 elevado pode melhorar a relação de mutualismo que as árvores estabelecem com fungos que se hospedam em suas raízes.
"Os fungos fornecem nutrientes (como o fósforo) para as plantas e as plantas dão açúcar para o fungo. Vamos analisar e ver se elas orientam mais açúcar em troca de receber mais fósforo, mas isso é uma hipótese. Se realmente vai acontecer, só saberemos durante o experimento", afirmou Lapola.
Por afetar o estado nutricional das plantas, a ingestão extra de gás carbônico pode, também, influenciar a fauna que se alimenta daquilo que as árvores da floresta oferecem, já que a fotossíntese é o ponto de partida para muitas cadeias alimentares na Terra. "Quando as folhas dessa planta caem no solo, os insetos detritívoros que se alimentam delas vão possivelmente precisar comer mais. E só isso pode mudar e provocar uma grande reação em cadeia", explicou o pesquisador da Unicamp.
Por outro lado, Quesada lembra também que, em laboratórios, foi verificado que a fertilização por CO2 levou as plantas a perder menos água por evaporação durante o processo de fotossíntese, o que tornaria a floresta mais resistente às secas e às altas temperaturas. "A questão é saber o que vai acontecer com árvores grandes e maduras em campo, onde as plantas interagem entre si, interagem com o clima - com seca ou não seca - e com nutrientes que limitam o seu crescimento."
"Não se trata apenas do aumento da resposta de CO2, mas também de interações ecológicas importantes", ponderou. "Existem hipóteses de que, com mais gás carbônico na atmosfera, a floresta consiga investir em interações biológicas para conseguir mais nutrientes e, com isso, crescer mais e ficar mais forte e resistente às secas."
"Então, saber de antemão como o CO2 vai ou não alterar os processos fisiológicos das plantas é um valor inestimável. O AmazonFACE é um experimento de altíssimo impacto ambiental e socioeconômico porque se debruça sobre o que vai acontecer com a Amazônia no futuro e qual trajetória a floresta vai seguir lá na frente", completou o pesquisador do Inpa.
