CO2 Na Atmosfera

8/6/2019 CO2 Na Atmosfera

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CO2 Na Atmosfera

Identificao

TIT: Fitoplancton e Absoro de CO2 da AtmosferaAUT: Maria Encarnacin Vsquez Suarez-Iha (Prof. Dra., IQ-USP)

REF: Coleo Documentos, Srie Cincias Ambientais-20, Mudanas Globais eDesenvolvimento Sustentvel. Instituto de Estudos Avanados da USP, SoPaulo, 1994. Pag. 68-75.CLA: Artigo publicado com base em conferncia de mesmo ttuloTEM: Fitoplancton, oceano, biomassa, efeito estufa, CO2, climaRES: Introduo ao assunto do aquecimento global e seus efeitos aindapolmicos sobre os ecossistemas marinhos com aumento da produo de algase de absoro de CO2.ARQ: Allchemy - Srie psilon, 1995, BD57001R.DOC

FITOPLNCTON E ABSORO DE CO2DA ATMOSFERA

Maria Encarnacin Vzquez Surez-IhaInstituto de Qumica - Universidade de So PauloCx.P. 26077, 05599-970 So Paulo, SP, Brasil

A demanda de energia - eletricidade, gs e combustveis necessriospara operar todas as ferramentas da civilizao moderna - em pasesdesenvolvidos a maior causa da poluio a qual est agora aquecendonosso planeta.

Dixido de carbono, produzido na queima de combustveis fsseis -carvo, leo e gs natural - responsvel por cerca de 6% do efeito

estufa. Os outros gases envolvidos nesse efeito so os CFCs(CloroFlorCarbonos), metano, vapor de gua, oznio e xido nitroso(1).Bolin(2), coordenador do Intergovernamental Panel on Climate Change

(IPCC) institudo em 1988, alertou, durante a Second World ClimateConference em Geneve realizada no final de 1990, sobre no haver maistempo para usar as dvidas remanescentes sobre o aquecimento global e amudana climtica como uma desculpa para a inatividade.

O planeta j est passando por estiagens regionais, tempestades,reduo do suprimento de gua, extino de muitas espcies de plantas eanimais, em funo do aquecimento global que altera os padres climticose perturba os ecossistemas naturais.

Previses atuais do aquecimento global no levam em conta asreaes e interaes das massas de terra, ocenicas e de gelo em resposta elevao da temperatura que j iniciou. Na avaliao das mudanas emdesenvolvimento deve-se levar em conta os processos de "feedback" (re-alimentao) atravs dos quais o efeito estufa desencadearia reaes que,por sua vez, exacerbariam o aquecimento global. Surge um problema emincluir reaes de "feedback" em modelos computacionais de um climafuturo, porque esses processos no tem comportamento suficientementeprevisvel para dar resultados confiveis. impossvel quantificar oefeito dos "feedbacks" quando eles mesmos so alimentados uns pelosoutros. Quando as respostas de comunidades de plantas, massas de terra,oceanos e gelo comeam a realimentar-se entre si, a incerteza de cada


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efeito individual ampliada por todos os outros. Torna-se, ento,impossvel produzir previses confiveis sobre seus efeitos totais nosistema climtico. O que se pode prever, no entanto, que, se elesinteragem de forma sinergtica, seus efeitos combinados sero muitomaiores do que a soma dos efeitos individuais considerados separadamente.

Alm disso, nenhum dos clculos das concentraes dos gases estufae o respectivo aquecimento nos prximos cem anos leva em conta os"feedbacks" que viro da biosfera e das comunidades microbiolgicas e deplantas em particular, enquanto a temperatura aumenta e o clima muda.

Muitos dos "feedbacks" biosfricos dependem das variaes esperadaspara o ciclo do carbono, durante o qual carbono armazenado por massasde terra e oceanos, liberado para a atmosfera e, novamente, absorvido nasmassas de terra e oceanos. O consenso cientfico que podemos esperarsignificativas quantidades extras de CO2 a serem liberadas atmosfera nofuturo, pois as plantas e microorganismos mudam seu comportamento emreao ao aumento da temperatura.

Uma reao biosfrica potencial resultar da morte esperada deflorestas que no se adaptem, num tempo adequado, ao aumento datemperatura. Quando essas florestas morrerem haver liberao de grandesquantidades de CO2 e CH4.

Pesquisas sugerem(2) que as reas cobertas pelas florestas boreaisdiminuiro drasticamente dos atuais 23%, da rea total florestada domundo, para menos de 1%. Estima-se que haver adio de 80 - 120 milhesde toneladas de CH4 atmosfera e a temperatura local aumentar 10C.Prev-se, tambm, um aquecimento global em torno de 3C para o ano 2100.

Deve-se considerar, tambm, um nmero de reaes dentro dos oceanose praticamente todas aumentaro o dixido de carbono na atmosfera. Aprincpio, os oceanos no absorvero convenientemente o CO2 extra naatmosfera na mesma velocidade em que o mesmo ser emitido. Se houver umaumento de 10%, os oceanos absorvero somente 1%. Alm disso, como asguas superficiais do oceano se aquecem, elas no sero capazes deabsorver tanto CO2 como o fazem no presente.

Pensa-se, tambm, que como os oceanos sofrero aquecimento, carbonoorgnico dissolvido sofrer decomposio mais rapidamente, liberandonovamente quantidades crescentes de CO2 atmosfera.

A combinao de todos os fatores envolvidos no aquecimento emudana climtica levou concluso de que necessria a reduoimediata de 60 - 80% nas emisses de CO2 e de outros gases estufa. Umaumento maior que o dobro na concentrao atual dos gases estufa seria umrisco inaceitvel e, no momento, tem-se que a concentrao dobrar porvolta do ano 2025(3).

Diversas aes, englobadas no que poderia se chamar de RevoluoIndustrial Verde, tais como desenvolvimento de novas tecnologias, maioreficincia no uso da energia disponvel e utilizao efetiva e comeficincia de biomassa (rvores, plantas, rejeitos, ...) esto em curso.Nesse sentido tem especial interesse os microorganismos presentes naenorme massa de gua da Terra. As algas microscpicas marinhas fazem a

fotossntese e produzem um ingrediente essencial (dimetilsulfeto - DMS)que mantem os nveis de enxofre constantes e ajuda na formao dasnuvens.

PODERIAM AS ALGAS SER USADASPARA CONTROLAR O AQUECIMENTO GLOBAL?

O fitoplncton compe-se de plantas microscpicas unicelulares que


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povoam as camadas superficiais ( 80 metros) de todos os corpos de gua,seja doce ou salgada. Utilizando a luz solar como fonte de energia,esses organismos vegetais transformam substncias simples, que obtem domeio ambiente, na matria orgnica necessria a seu crescimento emultiplicao. Trata-se de um dos mais importantes processos em curso noplaneta, uma vez que constitui o primeiro elo do complexo sistema

alimentar aqutico. Todos os animais dos meios aquticos devem suasubsistncia, de forma direta ou indireta, multiplicao celular dessasplantas microscpicas (diatomceas, flagelados, dinoflagelados, ..)(4).

Alm da luz que necessitam para se multiplicar, seumetabolismo no pode prescindir de determinadas substnciasbiognicas, como sais nutrientes (nitratos, fosfatos, silicatos),oligoelementos (como ferro, molibdnio, cobalto, vandio, cobre, manganse zinco) e de algumas substncias orgnicas (vitaminas, cidoshmicos, ...).

As diferentes formas de vida competem entre si pela captura dosnutrientes disponveis na camada superficial marinha. O resultado dacompetio no depende, apenas, do ritmo de reproduo celular ou davelocidade em assimilar os nutrientes. Depende tambm das condiesambientais, que variam muito conforme as regies e a poca do ano(5).Nos mares temperados, por exemplo, em que as mudanas de estao somuito marcadas, produzem-se perodos de rpidos crescimento e declnio dapopulao fitoplanctnica. Pode-se dizer que no inverno, h fortemistura vertical no oceano, ou turbulncia (pelo vento), h nutrientes,mas a baixa luminosidade limita seu crescimento. Na primavera, h maiorluminosidade, menos ventos, a camada superficial se aquece. Assim, nessacamada, ocorre um crescimento exponencial do nmero de clulas defitoplncton (florescimento primaveral), por um dado tempo. Seu declniotambm rpido, pois a diminuio de nutrientes acarreta uma diminuiona diviso celular, a tal ponto que as perdas devido ao afundamento e aoconsumo por animais planctnicos no so compensadas. Nesta condio,outro tipo de espcies se desenvolve mais rapidamente havendo umasucesso de espcies at o outono.

Considerando a relao direta entre o CO2 e o efeito estufa, deextrema importncia o fato de esses microorganismos, durante o dia,processarem a fotossntese, onde ocorre consumo de gs carbnico egerao de oxignio. Deve-se considerar, tambm, que devido migraovertical de alguns tipos de fitoplncton, mesmo que os nutrientes tenhamse esgotado durante o dia, aqueles permanecem na superfcie, assimilandogs carbnico e, consequentemente, acumulando carboidratos(4).Entretanto, noite, processo contrrio ocorre; a respirao de todosos tipos de fitoplncton e a decomposio de alguns deles. H consumo deoxignio dissolvido na coluna de gua e liberao de gs carbnico guae atmosfera.

A hiptese Gaia desenvolvida por Lovelock(6), um qumico ingls,sugere que com o objetivo de manter a condio termosttica da Terra, CO2 contnua e progressivamente bombeado da atmosfera. H uma entradaconstante atravs de processos tectnicos, e a retirada a longo prazo soos depsitos de rochas calcreas nos sedimentos. O consumo de CO2 ocorrequase que totalmente nos processos biolgicos; na ausncia de vida, CO2aumentaria sua abundncia alm de 1% por volume. Lovelock e Whitfieldobservaram que, se a regulagem do clima ocorre por bombeamento de CO2, omecanismo est relacionado ao limite de sua capacidade operacional.Sabendo que dixido de carbono da atmosfera diminuiu de cerca de 30%, noincio da vida, a 300 p.p.m.v. (um fator de 1000), os autores sugeriramque o decrscimo no CO2, atravs do respectivo declnio no efeito estufa,


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foi compensado pelo aumento da luminosidade solar e assim o climapermaneceu constante e adequado vida.

A hiptese Gaia sugeriu tambm que o dimetilsulfeto (DMS) poderiaser o meio de retorno de enxofre (elemento bioqumico essencial) da terrapara o mar(7). Em 1987, Charlson et al.(8) sugeriram tambm que ainfluncia de DMS iria alm de sua participao no ciclo do enxofre e,assim, as algas (emissoras de DMS) teriam papel vital na regulagem doclima da Terra.

Os ciclos biogeoqumicos do carbono e do enxofre esto intimamenteligados e aparecem conectados regulando os potenciais redox emecossitemas xicos e anxicos. Emisso de DMS, atravs de seu efeito noalbedo do planeta, juntamente com o bombeamento de CO2 levam tendnciaao esfriamento.

A idia original de Charlson que a gua aquecida pelo efeitoestufa poderia acentuar a produo de algas, produzindo mais DMS e assimmais nuvens. Isso faria com que mais energia solar fosse refletida e,conseqentemente, a uma temperatura da Terra menor. Essa idia sugeretambm que haveria maior retirada de CO2 da atmosfera pelo processo dafotossntese.

Com a finalidade de verificar essas hipteses, diversos estudos tem

sido efetuados com relao ao crescimento e ao comportamento das algas.Entre esses estudos (controversos ainda) Martin props a teoria de que ocrescimento das algas limitado em muitas reas no pela falta denutrientes convencionais, como nitrognio e fsforo, mas por ferro. Estepode alcanar os oceanos remotos por vrios meios com origem na terra eisso explica porque guas remotas, ricas em nitrognio e fsforo, comonos mares da Antrtica, no so mais biologicamente ativas. Experimentosde Martin et al.(9,10) mostraram que quando ferro adicionado a amostrasde gua tiradas de regies ricas em nutrientes, a atividade biolgicaaumenta cerca de dez vezes.

Com base nos resultados obtidos, Martin sugeriu que possvelreagir ao aquecimento global adicionando ferro a partes de oceanos ricasem nutrientes mas com baixa atividade biolgica. A proposta inicial foique o aumento na produo de algas "fixaria" mais dixido de carbono daatmosfera, da mesma maneira que o plantio de rvores.

O plano elaborado por Martin, que faleceu no princpio deste ano,ser posto em prtica por Johnson, Liss e Watson. Faro uma tentativa defertilizar com ferro, em gua marcada, uma parte do Oceano Pacfico,prxima s Ilhas Galapagos, talvez uma rea de um km2. Ser monitorado ovolume e distribuio das espcies de algas e a emisso e absoro degases tais como DMS e CO2.

Se tal experimento fosse aplicado em grande escala para controlar oaquecimento global, o ecossistema marinho seria fundamentalmentealterado. Mas no se sabe como. Tem-se, ento, a pergunta: ser que oaumento na concentrao de ferro ou temperaturas mais altas favoreceriama produo de diatomceas, Coccolithophores ou phaeocystis? Diatomceasfixam carbono, mas produzem pouco DMS. Coccolithophores produzem DMS, mas

liberam CO2. Assim, torna-se duvidoso se o aumento de cada gruporeagiria ao aquecimento global. Phaeocystis absorve carbono e produz DMS.Johnson(6) acredita serem remotas as chances de o mtodo proposto

controlarem o CO2 na atmosfera. Ele espera um deslocamento dasdiatomceas pequenas para as grandes e com base nisso, usando modeloscomputacionais, uma reduo de no mais que 2 gigatoneladas de CO2. Issoainda pouco comparado s 5 gigatons liberadas por ano, resultantes daatividade humana, e menos ainda se comparado ao previsto de 15 gigatonspara os prximos 50 anos.

Torna-se claro, assim, que todos os estudos efetuados auxiliaro na


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previso sobre os efeitos provocados nos ecossistemas marinhos em funodo aquecimento global. Entretanto, enquanto a dinmica das algas no forbem compreendida, qualquer tentativa para prever seu efeito no clima serem vo.

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