“Parecia muito assustador … como estar no meio de uma cidade em chamas durante um ataque noturno.” O Dr. Arwyn Edwards não está descrevendo a guerra urbana, mas um recente dia quente e nebuloso em uma geleira Svalbard, onde calor de verão recorde transformou seu local de trabalho em uma cascata de água derretida e queda de pedras.
Edwards é um pesquisador líder em ecologia das geleiras – o estudo das formas de vida que vivem dentro e ao redor de geleiras e camadas de gelo. Ao longo de duas décadas de pesquisa polar, ele sempre se sentiu “relaxado e em casa” no gelo. Mas o detalhamento do clima acelerado está começando a corroer esse sentimento de segurança.
Embora as temperaturas globais médias ainda não tenham violado o alvo de 1,5C de Paris, o Ártico passou por esse marco há muito tempo. Svalbard está aquecendo sete vezes mais rápido que a média mundial.
O tempo está acabando para entender esses ecossistemas frágeis e os trilhões de dólares nos custos climáticos que eles poderiam liberar.
Edwards descreve os micróbios adaptados a frio que ele estuda como “os vigiantes e os arqui-agitadores do desaparecimento do Ártico”. Pesquisas recentes implica que os micróbios da neve e do gelo em loops de feedback positivo que podem acelerar a fusão. Com mais de 70% da água doce do planeta armazenada em gelo e neve-e bilhões de vidas sustentadas por rios alimentados com geleiras-isso tem implicações profundas em todos os lugares.
No entanto, nem todos os micróbios polares amplificam o aquecimento global. Evidências emergentes sugerem que certas populações são – por enquanto – aplicando um freio às emissões de metano.
Florestas tropicais congeladas
Até as últimas décadas, a maioria dos cientistas assumiu que o gelo e a neve do Ártico eram amplamente desprovidos de vida. Em Longyearbreen, uma geleira Svalbard perto da cidade mais norte do mundo, Edwards passa os remanescentes do pacote de neve do inverno passado, para explicar como essa suposição perdeu a marca.
Edwards observa que toda a queda de neve fresca contém micróbios e, notavelmente, os próprios micróbios podem desencadear a formação de flocos de neve. Cada centímetro cúbico de neve na geleira contém centenas a milhares de células vivas, diz ele, e normalmente quatro vezes mais vírus – um habitat microbiano tão complexo quanto o solo superficial. “Os organismos que podem sobreviver aqui são muito, muito evolutivamente avançados”, diz Edwards.
Durante o verão, as superfícies de neve podem hospedar algas pigmentadas vermelhas que nadam para cima e para baixo através de camadas de superfície, buscando a luz solar para a fotossíntese sem se queimar. As flores intensas criam os fenômenos conhecidos como ‘neve de melancia’ ou “neve de sangue”, descritos pela primeira vez por Aristóteles.
Sob a neve, a pá de Edwards atinge o gelo sólido da geleira – outro habitat rico onde os micróbios florescem, apesar de temperaturas intensamente baixas, nutrientes mínimos e oscilações extremas entre a escuridão perpétua no inverno e os inúmeros dias do verão ártico. “Se eu olhar para uma superfície da geleira, não vejo gelo. Vejo … um biorreator tridimensional”, diz Edwards.
Incorporados no gelo, há fragmentos escuros e semelhantes ao solo. Apesar de sua aparência normal, esses “grânulos de crioconita” foram chamados de “florestas tropicais congeladas” do gelo. Cada grânulo é um ecossistema auto-sustentável em minúscula, contendo diversas bactérias, fungos, vírus, protistas e até pequenos animais, como tardigrades e vermes.
Essas comunidades microbianas podem exercer influência em uma escala global, mas Edwards fica frustrado por muitos glaciologistas os tratarem como meros “impurezas”. “Os oceanógrafos não tratavam os peixes no mar como impurezas”, diz ele.
Os micróbios que vivem em gelo e neve superficiais produzem pigmentos de cor escura para aproveitar a luz do sol e se proteger de danificar a luz UV. Eles também prendem poeira e detritos de cor escura. Juntos, esses fatores escurecem a neve e o gelo, fazendo com que ele absorva mais calor e derrete mais rápido – um processo conhecido como “escurecimento biológico”.
Os micróbios também respondem a mudanças globais, como aumento de nutrientes da poluição do ar, fumaça de incêndio florestal ou poeira soprada pelo vento das geleiras recuadas e das terras secas em expansão. “A química de snowpack agora é diferente da neve pré -industrial”, diz Edwards. As temperaturas crescentes e as estações de derretimento mais longas causadas pelo aquecimento global aceleram ainda mais o crescimento de micróbios escuradores de gelo.
Juntos, esses fatores têm o potencial de desencadear um loop de feedback positivo amplificando: os micróbios escuradores de gelo incentivam as temperaturas e aceleram o fundido, expondo mais detritos ricos em nutrientes que incentivam o crescimento de mais micróbios, o que escurece a superfície ainda mais.
Todo verão, uma zona biologicamente escurecida, visível do espaço, cobrindo pelo menos 100.000 km2, aparece na parte sudoeste da camada de gelo da Groenlândia. De acordo com um estudo de 2020, os micróbios são responsáveis por 4,4 a 6,0 gigatons de escoamento, representando até 13% do derretimento total, de uma massa de gelo que mantém água suficiente para aumentar o nível global do mar em mais de 7 metros. Esses efeitos são reconhecidos nos relatórios do IPCC, mas ainda não foram incorporados aos modelos de projeção climática.
Nos Alpes europeus, Himalaia, Ásia Central e além, pelo menos 2 bilhões de pessoas dependem da água de fusão glacial para água potável, agricultura e hidrelétrica. No entanto, mesmo que o mundo cumpra os alvos de Paris, metade dessas geleiras não sobreviverá neste século.
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Comedores de metano
Além do escurecimento da superfície, está uma segunda ameaça: metano. Em muitas partes do Ártico, as geleiras e as lojas subterrâneas de capital do Permafrost com esse potente gás de efeito estufa, impedindo sua liberação. Estudos recentes também revelaram que os micróbios que prosperam no mundo frio, escuro e de alta pressão embaixo das geleiras podem produzir grandes volumes de metano fresco. As geleiras de descongelamento do permafrost e recuperação podem desencadear emissões de metano anteriormente imprevisíveis do subterrâneo profundo.
Do outro lado do fiorde de Longyearbyen, o professor Andy Hodson, do Centro Universitário de Svalbard, demonstra isso em uma coleção de “pingos” – montes formados quando as águas subterrâneas pressurizadas aumentam para cima em solo congelado. A água que emerge é saturada com metano. Hodson compara o efeito às geleiras e ao gelo “fracking na paisagem e empurrando esse gás para fora. Temos o metano irritando o chão de onde quer que os fluidos possam migrar por baixo do permafrost”.
Na sugestão, um chute repentino de metano perturba a superfície de uma piscina de pingo. “Eu não vou dizer que há uma bomba de metano de 50 petagraprama prestes a sair”, diz Hodson. Mas com estimativas recentes sugerindo que as emissões dos loops de feedback do Ártico podem adicionar US $ 25-70TN aos custos climáticos, as apostas não poderiam ser mais altas.
Uma das razões pelas quais Hodson permanece relativamente calmo sobre esse site em particular é porque ele e colegas descobriram recentemente que comunidades microbianas específicas que vivem no pingo podem superar os micróbios produtores de metano e consumir ativamente o metano. “É aqui que os metanotróficos [‘methane eaters’] estão realmente salvando o dia ”, diz Hodson. Os metanotróficos certamente não reduzirão as emissões em todos os lugares, mas sem eles, muito mais metano escaparia.
‘Uma geleira terminal’
De pé na superfície de Foxfonna, uma geleira central de Svalbard, Edwards descreve como a superfície do gelo aqui está a 4 metros mais baixa do que foi no verão passado, com a geleira diminuída muito desde sua primeira visita em 2011.
Como todo corpo animal, cada geleira hospeda seu próprio microbioma exclusivo, às vezes contendo espécies encontradas em nenhum outro lugar. Enquanto Edwards procura em vão por um habitat microbiano específico que ele estudou no ano passado, provavelmente perdeu para derreter e erosão, ele compara sua experiência com os biólogos de coral de recifes assistindo seus locais de estudo branqueando e morrem. Essas espécies microbianas de neve e gelo ameaçadas não apenas têm valor intrínseco e científico, mas também um valor econômico potencialmente tremendo. Suas adaptações genéticas a frio extremo, escuridão e baixos nutrientes representam uma biblioteca de possíveis soluções biotecnológicas para medicina, indústria e gerenciamento de resíduos. À medida que o aquecimento global avança, a sociedade está perdendo rapidamente sua oportunidade de usar, estudar e conservar esse tesouro único da diversidade biológica.
Edwards defende um repositório internacional para preservar a diversidade microbiana polar – análoga ao cofre de sementes globais da Svalbard, que armazena variedades de culturas em cofres de permafrost nas proximidades. “Em última análise, quando eu me aposentar ou morrer, eu quero [a microbial repository] Atuar como um recurso duradouro para as gerações futuras, porque elas não terão essa geleira ou aquela geleira, ou aquela geleira por lá ”, diz ele, gesticulando para a paisagem enorme e ameaçada.
Muitos visitantes vêm testemunhar a espetacular vida selvagem de Svalbard, que permanece abundante – por enquanto. Em uma viagem de barco a um fiorde central, encontramos mais de 80 baleias Beluga. No entanto, mesmo essa vagem próspera depende de micróbios invisíveis: as baleias se alimentam de peixes que consomem plâncton nutridos por micróbios marinhos, que dependem de nutrientes liberados por geleiras próximas – habitats parcialmente controlados pelos estudos de Microbes Edwards.
É um lembrete de que os micróbios polares não influenciam apenas o derretimento do gelo e o clima global; Eles sustentam os ecossistemas inteiros. Sem eles, essa abundância desapareceria.
Edwards compara suas viagens regulares ao Ártico para visitar seu pai que sofre de demência vascular em um lar de cuidados. Cada visita revelou mais perdas. “É uma progressão passo a passo”, diz ele. “Você não veria isso diminuindo dia a dia.”