As mudanças climáticas globais e seus efeitos sobre as plantas e os ecossistemas

Muito se tem falado, nas últimas décadas, sobre as mudanças climáticas globais, colocando o homem como o grande catalisador desse fenômeno e apresentando projeções catastróficas sobre o futuro do planeta e suas consequências sobre a biodiversidade.
O pesquisador Dr. Eduardo Oliveira, integrante do Laboratório de Fisiologia Vegetal da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP-USP), estuda os efeitos do aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera sobre as plantas e as formações vegetais, podendo falar com um pouco mais de propriedade, aos alunos do programa Adote um Cientista, sobre o assunto.


 

As mudanças climáticas e os seres vivos

Falar sobre mudanças climáticas é falar sobre clima – o que requer um olhar temporal muito mais amplo do que estamos acostumados ao falar, por exemplo, do tempo do dia. 
O “tempo” neste sentido, é o que acontece com as variáveis climáticas, no momento presente, em um determinado espaço curto de tempo e em determinado local. Clima, por outro lado, é uma entidade mais ampla, que permite estabelecer um padrão de variáveis climáticas em um conjunto de tempo muito maior – séculos e até mesmo milênios.
As diferentes variáveis climáticas incluem massas de ar, correntes marítimas, temperatura, precipitação, umidade do ar e continentalidade. E elas podem ou não estar sujeitas a mudanças climáticas globais.
Ao se falar de elementos associados ao clima, é preciso ainda separar causas de consequências de variação climática. Por exemplo, o El Niño, um fenômeno climático global bastante conhecido, é o aumento da temperatura das águas equatoriais do Oceano Pacífico (causa), e responsável por verões mais rigorosos em nosso país (consequência).
Um outro exemplo é a erosão do solo. Um aumento da temperatura média de determinada região (causa), pode acarretar em diminuição da cobertura vegetal o que leva à maior erosão do solo (consequência).
O clima com suas variáveis, portanto, moldam os dos ecossistemas, uma vez que os seres vivos, sejam plantas, animais ou qualquer outra espécie, são adaptados ao meio. Neste sentido, uma região que possua um clima quente e seco será ocupada por espécies que sobrevivem e sejam bem sucedidas nessas condições. 
A adaptação dos seres vivos ao ambiente, porém, ocorre em um espectro temporal amplo, com a passagem de muitas e muitas gerações. É nesse aspecto que a influência da ação antrópica pode ser prejudicial à biodiversidade: estamos impulsionando mudanças climáticas a uma velocidade estrondosa, e talvez esse tempo não seja o suficiente para que as espécies se adaptem, resultando em seu desaparecimento.

 

“Efeito homem”: o aumento da emissão de gases estufa

E como a ação do homem é capaz de influenciar no clima?
De diversas formas. Um dos caminhos mais importantes é através da emissão de gases estufa, principalmente o gás carbônico. A quantidade de gás carbônico na atmosfera não é uma variável climática, mas sim um fator capaz de provocar mudanças (novamente, causa e consequência), uma vez que esse gás está associado a um fenômeno global, o famoso efeito estufa.
Muitas vezes vendido pela grande mídia como algo ruim, o efeito estufa é essencial para a manutenção da temperatura do planeta, ou seja, um fenômeno natural. Sem ele, a Terra teria uma temperatura média ao redor de oitenta graus célsius negativos, o que inviabilizaria a vida como ela é hoje (mas, muito provavelmente, não inviabilizaria a vida em si).
Isso porque nossa atmosfera possui gases, os chamados gases-estufa, que são capazes de absorver a radiação do Sol e manter o calor, agindo como uma estufa par ao planeta.
O aumento da emissão de gases estufa, através da ação antrópica, tem impulsionado o acúmulo desses gases na atmosfera, o que faz com que mais calor seja retido e, assim, a temperatura média global aumenta.
Assim como as outras variáveis climáticas, é comum que a temperatura do planeta oscile. Sabe-se que o planeta já passou por períodos mais quentes e mais frios ao longo de seus 4,5 bilhões de anos. Apesar disso, a intervenção do homem têm sido tão intensa, que essa variação vem ocorrendo muito mais rapidamente do que o natural, e aí está o problema.
Há mais de um século, um químico sueco, Svante Arrhenius, divulgava para a comunidade científica que o gás carbônico liberado na queima de combustíveis fósseis aqueceria o planeta em até 4ºC.
De fato, estudos mais recentes mostram o aumento da concentração de gases estufa na atmosfera, como gás carbônico (CO2) e metano (CH4), nos últimos três séculos. Lembre-se que a Revolução Industrial se iniciou no século XVIII. Mais da metade dos gases estufa emitidos atualmente consiste de gás carbônico proveniente da queima de combustível fóssil. Gás carbônico também é lançado à atmosfera com o desmatamento e a decomposição da biomassa. O segundo gás estufa mais emitido é o metano, que possui capacidade vinte vezes maior de aprisionar calor do que o CO2.
Assim como no caso do efeito estufa e da flutuação das variáveis climáticas, é preciso lembrar que liberação de gás carbônico, em si, é algo natural. Vários processos no ambiente relacionados ao ciclo do carbono liberam esse gás. Nós, durante a respiração, liberamos CO2 como produto do metabolismo. Apesar disso, a ação humana e o desenvolvimento econômico-industrial acelerado impulsionarem essa emissão desenfreadamente, o que gera um enorme desequilíbrio no planeta.
O que fazer, então, para reduzir esses efeitos? A principal alternativa é reduzir a emissão de gases estufa, algo que está associado a toda uma cultura capitalista de consumo e produção e que deve ser revista. Além disso, a população precisa entender o ciclo do carbono e o papel desse elemento na natureza, para poder rever sua participação no processo.

 

 Optimização do sequestro de carbono

O CO2 liberado chega aos drenos, que são entidades de capazes de armazená-los. Os oceanos, a atmosfera, o solo e a biosfera são importantes drenos que retém o gás carbônico disponível. Apesar disso, o acúmulo é diferente em cada dreno, e a atmosfera e os oceanos têm sido os mais prejudicados. O acúmulo excessivo na atmosfera aumenta a intensidade do efeito estufa, aumentando a temperatura da Terra; no caso dos oceanos, o CO2 se dissolve, aumentando a acidez das águas, o que prejudica as formas de vida marinhas.
Assim, uma interessante alternativa é otimizar a captura do gás carbônico. Isso pode ser feito de forma direta e indireta.
O sequestro direto consiste do uso de processos físico-químicos de captura de carbono geológico, como por exemplo o bombeamento de CO2 no fundo do mar e seu armazenamento em rochas sedimentares porosas (de onde é extraído petróleo). 
Outras opções para indústria envolvem separar o hidrocarboneto do combustível fóssil para que apenas o hidrogênio seja queimado, de forma que o CO2 possa ser estocado ao invés de liberado; além disso, a queima também pode ser feita com oxigênio puro, o que facilita a captura do CO2 antes que seja liberado para o ar. Apesar de já adotados por algumas empresas, são procedimentos custosos.
Já o sequestro indireto de carbono é feito utilizando-se seres vivos, como plantas, algas e cianobactérias, que são organismos fotossintéticos.
A fotossíntese, em linhas gerais, consiste na transformação de gás carbônico e água, utilizando-se luz, em carboidratos e oxigênio. Por isso, plantas, que são drenos de gás carbônico na biosfera, são suscetíveis ao aumento da concentração desse gás na atmosfera.
O aumento do CO2 faz com que a planta aumente sua taxa fotossintética e produza mais carboidratos e cresça mais rapidamente. O aumento da temperatura, porém, é prejudicial à planta, assim como a falta de água. Como o aumento da concentração do CO2 na atmosfera está diretamente associado ao aumento da temperatura global, as formações vegetais podem ser bastante prejudicadas, apesar de serem capazes de capturar gás carbônico.

 

Reflorestamento: uma alternativa para o clima
Florestas são grandes reservas de carbono, tanto acima (tronco, galhos, folhas) quanto abaixo (raízes) do solo. Quando degradadas, são uma fonte considerável de CO2.
Florestas mais jovens capturam mais carbono do que florestas mais velhas. Isso porque, quando em desenvolvimento, as plantas demandam uma quantidade elevada de gás carbônico em seu metabolismo para que possam crescer. Quando atingem uma idade mais adulta, a quantidade de gás carbônico necessário diminui. Grande parte do carbono absorvido para a fotossíntese é armazenado, e apenas uma pequena parte é liberada durante a respiração celular. Mas quando adultas, diminuem a assimilação e armazenamento de carbono, aumentando a proporção de carbono respirado em relação ao carbono absorvido.
Nesse sentido, o reflorestamento é uma das melhores soluções para o sequestro de carbono, em termos de clima. Desvantajosa em alguns aspectos (como na reduzida biodiversidade se utilizada apenas uma espécie), é uma alternativa que se aproveita da alta demanda de gás carbônico pelas florestas em crescimento. A “vida útil” do reflorestamento, em termos de captura de carbono, vai depender do ambiente e do tipo de planta.

 

Algumas metodologias
O palestrante Dr. Eduardo Oliveira contou que, em seu pós-doutoramento, estuda os efeitos diretos sobre as plantas da concentração de CO2 na atmosfera. 
Manuseando diferentes concentrações desse gás em câmaras de topo aberto, Eduardo evidenciou que quanto maior a concentração, maior era o desenvolvimento da planta (assim como mais acelerado era seu envelhecimento).
O pesquisador contou que, atualmente, utiliza um interessante sistema de manuseio para estudar esses efeitos em diferentes espécies de capim: uma versão mini da metodologia FACE.
Os sistemas FACE (free air carbon enrichment) consistem de uma caríssima estrutura de liberação de gás carbônico em áreas florestais abertas, a partir de grandes torres de emissão. Isso permite simular diversas condições ambientais e estudar seus efeitos sobre as florestas. Sistemas FACE são utilizados também para estudos com importância agrícola, podendo discutir um pouco melhor como será a produção de alimentos daqui algumas décadas, quando a população mundial for ainda maior (9 bilhões, em 50 anos) e as condições ambientais consideravelmente diferentes das de hoje.
No campus de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (USP), foi implantado um sistema mini-FACE, com uma estrutura que opera da mesma forma, porém mais barata e vantajosa na manipulação de outras condições ambientais, como temperatura.
Estudando diferentes espécies de capim, Eduardo conta que o enriquecimento de gás carbônico atmosférico resulta em plantas com maior produção de lignina, uma substância que endurece a folha do capim. Isso reflete na agropecuária, uma vez que esse aumento na concentração de lignina dificulta na hora do gado se alimentar.

 

Manifestações dos alunos

 

Durante a palestra, os alunos tiveram a chance de opinar em diversos temas. Quando questionados se a quantidade de gás carbônico no ar era uma variável climáticas, eles ficaram divididos antes de Eduardo explicar que não. Antes de esclarecer o efeito estufa, Eduardo questionou se esse era um fenômeno bom ou ruim. Alguns alunos disseram que era ruim, um deles afirmou que “dependia do ponto de vista”, enquanto outro completou que “depende da intensidade”.

Durante a explicação sobre os diferentes drenos, um aluno questionou se quando “o CO2 vai pro oceano, ele se transforma em líquido”. O pesquisador explicou que ele se dissolve, assim como o açúcar, mas diferente do sal, que se dissocia em dois íons. A questão sobre a “vida útil” de um reflorestamento em termos de sequestro de carbono também foi trazida por uma aluna. E, logo no início de sua fala, um dos alunos apresentou erosão como uma variável climática, algo que foi esclarecido logo em seguida pelo palestrante.

 

Em uma dúvida trazida por um aluno, ao fim da fala do pesquisador, Eduardo foi questionado se, mesmo com as mudanças climáticas, o ser humano seria capaz de se adaptar e sobreviver. O pesquisador explicou que, infelizmente, isso é possível. Embora muitas pessoas possam morrer nesse processo e nós sejamos prejudicados em alguns aspectos, a capacidade tecnológica de nossa espécie torna os efeitos de fenômenos como esse ultrapassáveis, sendo pouco provável que o ser humano desapareça por esse motivo.
Apesar disso, todas as outras espécies da Terra podem não ter a mesma sorte. E é aí que fica a reflexão: temos o direito de tamanho egoísmo?

 

Galeria de Fotos

Vídeo da Palestra


Texto

Autoria: Vinicius Anelli

Edição e revisão: Eduardo Oliveira

Diagramação

Vinicius Anelli

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