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Rios e lagos e o efeito estufa: importantes fontes de gás carbônico para a atmosfera.

14 de novembro de 2014

Muito tem sido falado nos meios de comunicação sobre como a poluição e a emissão de gases poluentes contribuem para o aquecimento global. As mudanças climáticas globais, decorrentes da intensificação do efeito estufa, têm o gás carbônico (CO2) como o principal vilão. A emissão do CO2 para a atmosfera é fortemente associada à poluição, sobretudo a resultante da queima de combustíveis fósseis através de grandes indústrias, carros, etc. (http://aquecimento-global-no-brasil.info/) Você sabia que rios e lagos também são importantes lançadores de CO2 para a atmosfera? Sabia ainda, que isso é um fenômeno natural? O Carbono (na forma de CO2), é um componente natural da atmosfera (menos de 1% de sua composição) (Fig. 1) e também está presente em ambientes aquáticos continentais e oceânicos, que participam ativamente do Ciclo do Carbono na biosfera (http://www.infoescola.com/biologia/ciclo-do-carbono/ e Cole, 2007).

Fig. 1 texto 6

Figura 1: Composição percentual de gases na atmosfera terrestre. Adaptado de: http://agfdag.wordpress.com/2009/03/10/quanto-co2-ha/. Acesso em 27/10/2014.

O ciclo do carbono é conhecido principalmente pela troca constante de CO2 entre florestas, solos, o oceano (reservatório de gás carbônico) e a atmosfera e pelo ciclo realizado pelas cadeias tróficas, na qual os vegetais (organismos autótrofos) absorvem CO2 da atmosfera, incorporam em sua biomassa e transferem para os níveis tróficos superiores (e.g. herbívoros, carnívoros, etc.; http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/Cadeiaalimentar.php) formados por organismos heterótrofos. Por sua vez, todos os organismos respiram e lançam parte do CO2 de volta para a atmosfera. Porém, um componente muito importante do ciclo do carbono foi sistematicamente ignorado por muito tempo: os ambientes aquáticos continentais (rios, riachos, lagos, lagoas, estuários, reservatórios, etc. (http://www.infoescola.com/biologia/ciclo-do-carbono/). Estudos recentes demonstram que esses ambientes são responsáveis pelo lançamento de cerca de 70% do CO2 emitido de forma natural para a atmosfera, mesmo que representem apenas cerca de 20% da superfície dos continentes (Raymond et al. 2013).

Historicamente os ambientes aquáticos continentais eram apenas reconhecidos como “transportadores” de C do continente (por exemplo, a partir das florestas, solos, cidades, etc.) para o oceano. Entretanto sabe-se que durante este percurso há uma série de processos complexos de transformações e perdas (armazenamento no sedimento, mineralização e troca de C com a atmosfera, etc.) os quais podem sedimentar carbono (estoca-lo na lama no fundo dos ambientes), mas sobretudo emitir grandes quantidades de CO2 e gás metano (CH4). Esses processos estão exemplificados na figura 2.

Figura 2 Texto Arthur, e cia 3

Figura 2: Transformações do carbono em corpos d’água continentais. Setas cheias indicam transformações do carbono e setas tracejadas indicam fluxo na cadeia trófica. A seta vermelha indica o fluxo de água e materiais para jusante do ambiente (sejam rios ou lagos de inundação). Figura adaptada de Esteves et al. 2011.

Estudos recentes mostram que apenas cerca de 30% de todo carbono que chega nos ecossistemas aquáticos continentais chegam aos oceanos. Quase 50% desse carbono é emitido para a atmosfera pelos processos de degradação e os 20% restantes são estocados nos sedimentos. Desse último, parte pode ser novamente emitido para a atmosfera, principalmente na forma de CH4 a partir de sedimentos inorgânicos. Os valores absolutos em Pg (equivalente a 10E5g) de carbono estão representados na figura 3.

Figura 3 texto 1

Figura 3: Papel dos ecossistemas aquáticos continentais no fluxo e transformação de carbono provenientes dos ecossistemas terrestres para a atmosfera e oceanos. Figura adapatada de Tranvik et al 2009 e atualizada com dados de Raymond et al 2013. Valores em Pg (equivalente a 10E5g).

Mesmo diante de tamanha importância para o ciclo global do carbono, notamos que os ecossistemas aquáticos continentais são ignorados ou sub-representados nas figuras dos livros texto de Ecologia, como Odum (2004, p. 150) e Ricklefs (2010, p. 433). Diante da grande importância das contribuições das águas continentais para o ciclo do carbono, fica evidente uma necessidade de revisão e atualização dessas imagens, uma vez que representações visuais tem papel relevante para a aprendizagem.

E se não houvessem os ecossistemas aquáticos continentais? Como seria o ciclo global do carbono? Essas perguntas ficam para o próximo post.

Nota: Esse texto foi produzido a partir de leituras e discussões realizadas durante o curso de Limnologia do Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UFRN, em outubro de 2014. Nas próximas semanas serão publicados em sequência os demais textos produzidos.

Autores:

Rafael de Carvalho (Mestrando; PPG Ecologia e Evolução – UFS)

Luana Rezende (Mestranda; PPG Ecologia e Evolução – UFS

Arthur Cruz (Mestrando; PPG Ecologia e Evolução – UFS)

Colaborações:

Pedro Junger (Mestrando; PPG Ecologia – UFRJ)

Barbara Precila Bezerra (Mestranda; PPG Ecologia – UFRN)

Dhalton Ventura (Doutorando; PPG Ecologia – UFRN – Especialista em Recursos Hídricos; Agência Nacional de Águas)

André M. Amado (UFRN/PPG Ecologia – DOL)

Supervisão:

André M. Amado (UFRN/PPG Ecologia – DOL)

Referências:

http://www.infoescola.com/biologia/ciclo-do-carbono/

http://camada-de-ozonio.info/

http://aquecimento-global-no-brasil.info/

http://aquecimento-global-no-brasil.info/consequencias-do-aquecimento-global.html

http://agfdag.wordpress.com/2009/03/10/quanto-co2-ha/

Cole, J. J., Prairie, Y. T., Caraco, N. F., McDowell, W. H., Tranvik, L. J., Striegl, R. G., Melack, J. (2007). Plumbing the global carbon cycle: Integrating inland waters into the terrestrial carbon budget. Ecosystems, 10(1), 171-184.

Marotta, H., Duarte, C. M., Sobek, S., Enrich-Prast, A. (2009). Large CO2 disequilibria in tropical lakes. Global Biogeochemical Cycles, 23.

Pacheco, F. S.; Roland, F. Downing, J. A. (2014). Eutrophication reverses whole-lake carbon budgets. Inland Waters, 4, 41-48.

Odum, E. P. Princípios e conceitos relacionados aos ciclos biogeoquímicos: estudos quantitativos dos ciclos biogeoquímicos. In: _____ Fundamentos da Ecologia. 6. ed. Lisboa, Portugal: Fundação Calouste Gulbenkian, 2004.

Ricklefs, R. E. Caminho dos elementos nos ecossistemas. In: _____ A economia da natureza. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, p. 544, 2010.

Tranvik, L., Downing, J. A., Cotner, J. B., Loiselle, S. A., Striegl, R. G., Ballatore, T. J., Weyhenmeyer, G. A. (2009). Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate. Limnology and Oceanography, 54(6, part 2), 2298-2314.

Mudanças climáticas: verdade ou mito?

3 de novembro de 2014

Todos percebem que tem algo fora do comum acontecendo? Anos sem chuva, calor e frio fora de época, calmarias e ventanias inesperadas. A seca no nordeste não é novidade, mas em São Paulo (sobre a seca leia aqui)? A meteorologia estaria mais confusa do que nunca? Serão as famosas Mudanças Climáticas? Sobre esse tema, existem duas linhas de pensamento que estão em constante debate.

A primeira linha de pensamento, que é a mais popular, defende que as atividades humanas têm favorecido o lançamento de gases estufa na atmosfera, juntamente com o desmatamento, desencadeando mudanças drásticas no clima do Planeta. Fiz algumas considerações a esse respeito (efeito estufa e mudanças climáticas) no post “Fotodegradação no topo do Mundo”. Essa linha se baseia em dados que mostram o acúmulo de gás carbônico (dióxido de carbono – CO2) na atmosfera ao longo do último século. O estudo do gás carbônico atmosférico que foi apreendido no gelo dos polos durante séculos e milênios, em comparação com os níveis atmosféricos atuais (isso mesmo, o gelo é uma linha do tempo na história do Planeta, veja mais aqui), também indicam que o dióxido de carbono na atmosfera encontra-se em níveis acima do esperado. Por fim, modelos matemáticos demonstram que o aumento do dióxido de carbono na atmosfera decorre das nossas ativas transformações na biosfera (Dow & Downing 2007). Dentre elas, a queima de combustíveis fósseis com a emissão de gases estufa e, o grande desmatamento de ecossistemas naturais, reduzindo a retenção de carbono nas plantas (na biomassa). Tem um excelente texto sobre esse assunto no site da Wikipedia.

A segunda linha de pensamento é mais cética em relação aos eventos climáticos extremos. Segundo esse grupo de pesquisadores, o Planeta já passou por momentos com concentrações de dióxido de carbono mais elevadas que agora e, por motivos naturais, já que ainda não estávamos por ai. Realmente, o Planeta já teve 20 vezes mais dióxido de carbono na atmosfera do que atualmente, há cerca de 500 milhões de anos. Esse gás teria sido reduzido na atmosfera ao longo desse tempo devido ao surgimento das vegetações e respectivo acúmulo de carbono no solo (argilas), nas próprias florestas e a formação dos depósitos de carvão (Ricklefs 2010). Esse grupo destaca que o Sol, fonte primária de energia ao Planeta, apresenta fases de maior emissão de radiação, que estaria ocorrendo nesse momento. Ainda, defendem que eventos sísmicos que emitem ondas de calor a cada 600 mil anos, estariam em andamento. Vários outros argumentos contra o aquecimento global são reportados e discutidos na literatura e na internet. Veja alguns dos principais aqui.

Global warm - blog Anizio

Eu tenho estudado o ciclo do elemento carbono em ecossistemas aquáticos há mais de 12 anos. Particularmente, acredito na capacidade dos seres vivos interagirem e alterarem o meio em que vivem; a Ecologia trata exatamente disso. Portanto, acredito que os padrões climáticos imprevisíveis que estamos experimentando sejam decorrentes (ao menos em parte) de atividades humanas. Mesmo que não fossem diretamente, é digno pensarmos que dividimos o Planeta com outros seres vivos e, por isso, temos grande responsabilidade sobre ele. Se a emissão de gás carbônico tem potencial para afetar negativamente a dinâmica climática, mesmo que isso possa se tornar irrelevante diante de eventos naturais não controláveis, como o aumento da energia emitida pelo Sol, por que iriamos negligenciar a regulação dessa atividade de emissão? Por que negligenciar que as florestas têm potencial de regulação climática, seja na escala regional, além da biota que abriga, mesmo que não afetasse o clima global? Seria irresponsabilidade diante de tanto conhecimento que já foi gerado a esse respeito.

Esse texto foi motivado por reflexões e discussões ocorridas durante o curso de Limnologia do Programa de Pós-graduação em Ecologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, no mês de outubro de 2014. Ainda em decorrência dessas discussões, nas próximas semanas serão publicados textos produzidos por colaboração entre os alunos e os professores da disciplina. Aguardem, confiram e comentem!

Referencia:

Dow & Downing (2007) O Atlas da Mudança Climática: O Mapeamento Completo do Maior Desafio do Planeta. Ed. Publifolha.

Mais Links Interessantes:

https://sites.google.com/site/thepaleoceneeocenethermalmaxim/2-paleocene-climate/why-earth-s-climate-is-different-today-1/ice-ages-and-the-role-of-co2

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide_in_Earth’s_atmosphere

Autor: André M. Amado (Depto. Oceanografia e Limnologia; PPG Ecologia – UFRN)

Ilustração: Anizio Souza Andrade (Graduando em Ecologia – UFRN)

Revisão de Língua Portuguesa: Bruna Q. Vargas (Cultura Inglesa, Natal-RN)