Essas descobertas fornecem mais um fragmento do quebra-cabeça que reflete o papel da natureza no delicado equilíbrio entre o armazenamento de carbono no solo e as emissões de dióxido de carbono na atmosfera.

Muito do dióxido de carbono emitido pelo solo é proveniente de microrganismos, como bactérias, fungos e vírus, que habitam o solo e “exalam” dióxido de carbono, assim como os humanos.

“Quando as temperaturas aumentam, há mais fotossíntese das plantas, mais ‘alimento’ para os micróbios metabolizarem e maior atividade microbiana”, explicou Debjani Sihi, professora assistente com atribuições conjuntas no Departamento de Biologia Vegetal e Microbiana e no Departamento de Ciências de Culturas e Solo da NC State, e autora correspondente do estudo que descreve a pesquisa.

“A questão aqui é se o aquecimento seria suficiente para causar um aumento na liberação de dióxido de carbono do solo. Os resultados mostram que, sem a presença de carbono e nutrientes em formas facilmente acessíveis, que os microrganismos do solo precisam para crescer e prosperar, o aquecimento por si só não aumenta a perda de carbono.”

Sihi acrescentou que a mera adição de calor e nutrientes também não resultou em um aumento nas emissões de dióxido de carbono do solo estudado, que é proveniente de um experimento de aquecimento de campo de longa data localizado no sudeste dos Estados Unidos. Foi necessário ter carbono em uma forma facilmente acessível para que os níveis de dióxido de carbono no solo aumentassem.

Recentemente, a maioria dos estudos sobre aquecimento foi conduzida em climas mais frios (por exemplo, em regiões árticas, boreais ou temperadas), conforme Sihi menciona, enquanto os pesquisadores tentam entender os efeitos em locais onde um pequeno aquecimento poderia levar a grandes mudanças.

Esta pesquisa, em contraste, analisou solo infértil de um clima subtropical – Atenas, Geórgia, lar de uma das instalações de aquecimento de solo mais antigas do mundo.

“Este estudo foi realizado em antigos campos de algodão convertidos em áreas florestais, e não em florestas nativas”, explicou Sihi. “O algodão é uma cultura exaustiva, portanto, o solo não contém muitos nutrientes ou carbono; ele não é fértil ou saudável.”

Os pesquisadores coletaram solo do local do estudo e o levaram para o laboratório, onde foi aquecido – até 2,5 graus Celsius. Eles também investigaram diversos caminhos complexos no ciclo do carbono do solo, o processo pelo qual o carbono é armazenado ou expelido do solo.

O solo abriga muitas formas diferentes de matéria orgânica, desde material vegetal até microrganismos vivos e mortos, todos desempenhando um papel no ciclo do carbono. Os micróbios estão constantemente em busca de alimento para sobreviver e crescer. Os pesquisadores monitoraram a quantidade de carbono armazenada nessas diferentes reservas.

“Os micróbios respiram e obtêm sua energia do carbono. Além disso, eles também atendem à sua demanda por nutrientes a partir do mesmo alimento que consomem”, disse Sihi. “Assim como os humanos que precisam de uma dieta balanceada – uma fonte de energia, proteínas, fibras – pode-se pensar em uma analogia semelhante com os micróbios. Eles usam parte do carbono para formar biomassa e investem um pouco de energia para construir enzimas necessárias para decompor a matéria orgânica complexa em carbono e nutrientes que são de fácil ingestão. O restante é expelido, pois isso faz parte do seu metabolismo.”

“A natureza emite carbono, mas também o absorve. Se soubermos quanto CO2 vem do sistema natural, podemos identificar alvos para diversas indústrias ou setores econômicos reduzirem suas emissões de carbono.”

Sihi informou que um trabalho colaborativo em andamento também está investigando uma variedade de ecossistemas, incluindo dois experimentos de aquecimento de campo nos trópicos – Porto Rico e Panamá – para compreender como o aquecimento influencia a perda de carbono do solo.

“Parece que, neste caso, o aquecimento por si só pode não estimular as atividades microbianas, pois esses microrganismos não têm muitos recursos para prosperar”, observou Sihi. “Em outras palavras, a escassez de recursos microbianos limita os efeitos do aquecimento.”

O artigo foi publicado na revista Biogeochemistry. Yaxi Du, um ex-aluno de pós-graduação de Sihi, é o autor principal. Jacqueline Mohan e Paul Frankson, da Universidade da Geórgia, coautores do artigo, mantiveram o experimento de aquecimento de campo de longo prazo utilizado no estudo. Greta Franke e Zhilin Chen foram pesquisadores de graduação que assistiram no laboratório de Sihi.

O financiamento para a pesquisa foi fornecido pelo programa de ciências do sistema ambiental do Departamento de Energia dos EUA, com os prêmios DE-SC0024410 e DE-SC0025314.