Dois estudos inovadores envolvendo pesquisadores da Goethe-University Frankfurt, do Instituto Max Planck de Química, da Universidade de Helsinque, do Instituto Leibniz de Pesquisa Troposférica e colaboração no Brasil descobriram um novo mecanismo climático. A floresta amazônica libera grandes quantidades de isopreno gasoso através da transpiração das plantas. Anteriormente, os cientistas pensavam que o isopreno não conseguiria chegar à atmosfera a longas distâncias porque se decompunha rapidamente quando exposto à luz solar. No entanto, os dados da campanha de medição CAFE-Brasil, apresentados na matéria de capa da Nature, revelam uma visão diferente.
Estudos demonstraram que tempestades noturnas podem transportar isopreno até 15 quilômetros no ar. Nessas altitudes elevadas, o isopreno reage para formar compostos que criam grandes quantidades de novas partículas de aerossol. Estas partículas continuam a crescer e tornam-se núcleos de condensação, promovendo a formação de nuvens. Este processo pode afetar o clima, destacando as complexas interações entre os ecossistemas florestais e a dinâmica atmosférica.
Quem não gostou do perfume aromático que enche o ar durante um passeio de verão pela floresta? Parte da razão desse cheiro típico são os terpenos, uma classe de substâncias encontradas em resinas de árvores e óleos essenciais. A molécula principal e mais abundante é o isopreno. Estima-se que as plantas em todo o mundo liberem 500 a 600 milhões de toneladas de isopreno na atmosfera circundante todos os anos, representando cerca de metade das emissões totais de compostos orgânicos gasosos das plantas. O professor Joachim Curtius, pesquisador atmosférico da Goethe University Frankfurt, explica: “Só a floresta amazônica é responsável por mais de um quarto das emissões de isopreno”.
Até agora, pensava-se que o isopreno na Amazônia se degradava rapidamente e não entrava na alta atmosfera. Isso ocorre porque os radicais hidroxila são formados na atmosfera perto do solo quando o sol brilha durante o dia. Eles são altamente reativos e podem destruir moléculas de isopreno em poucas horas. "No entanto, mostrámos agora que isto é apenas parte da verdade. Ainda existem quantidades consideráveis de isopreno na floresta tropical à noite, e uma grande proporção destas moléculas pode ser transportada para níveis mais elevados na atmosfera", disse Curtius.
A causa são tempestades tropicais que ocorrem na floresta tropical à noite. Eles sugam o isopreno como um aspirador de pó e o enviam a uma altitude de 8 a 15 quilômetros. Assim que o sol nasce, os radicais hidroxila se formam e reagem com o isopreno. No entanto, a temperaturas extremamente baixas e em grandes altitudes, as moléculas da floresta tropical convertem-se em compostos diferentes daqueles encontrados ao nível do solo. Eles se combinam com óxidos de nitrogênio produzidos por raios em tempestades. Muitas dessas moléculas se aglomeram para formar partículas de aerossol de alguns nanômetros. Por sua vez, estas partículas aumentam de tamanho ao longo do tempo e depois tornam-se núcleos de condensação de vapor de água – desempenhando assim um papel importante na formação de nuvens nos trópicos.
O professor Jos Lelieveld explica:"Conseguimos revelar esses processos por meio de um vôo de pesquisa que começou duas horas antes do nascer do sol e continuou ao longo do dia. Conseguimos detectar grandes quantidades de isopreno no ar fluindo de tempestades de alta altitude, e após várias reações químicas, novas partículas de aerossóis se formam rapidamente. " Ele é diretor do Instituto Max Planck de Química em Mainz e diretor do projeto de pesquisa CAFE-Brasil (Química Atmosférica: Experimento de Campo Brasileiro), no qual uma equipe internacional de pesquisa está coletando dados sobre processos químicos atmosféricos na floresta amazônica. "
Curtius e Lelieveld não são apenas parceiros do CAFE-Brasil, mas também estão envolvidos no consórcio CLOUD, que conta com mais de 20 grupos de pesquisa que estudam processos químicos na atmosfera relacionados ao clima. Eles recriaram condições a esta altitude na Câmara Experimental de Aerossóis e Nuvens do CERN, em Genebra. Com a ajuda desta câmara de simulação, analisaram detalhadamente quais reações são desencadeadas pela luz solar.
He Xucheng, pesquisador atmosférico responsável pelo experimento de isopreno, explicou: "Com este método, fomos capazes de determinar com precisão a taxa na qual os produtos de isopreno formam partículas de aerossol. Curiosamente, o estudo descobriu que mesmo pequenas quantidades de ácido sulfúrico e óxidos de iodo, comumente encontrados na atmosfera, são suficientes para acelerar a formação de partículas de aerossol por um fator de 100. Portanto, essas moléculas podem influenciar coletivamente a formação de nuvens oceânicas - um processo que é extremamente incerto no clima previsões."
O ácido sulfúrico é formado na atmosfera a partir de várias substâncias que contêm enxofre. É produzido principalmente pela reação de dióxido de enxofre e radicais hidroxila. No experimento CLOUD, o grupo de pesquisa de Frankfurt mediu concentrações muito baixas de ácido sulfúrico, enquanto o grupo de Mainz mediu radicais hidroxila.
Os ventos de alta altitude sobre a floresta amazônica podem transportar partículas formadoras de isopreno a milhares de quilômetros de sua fonte. Isto significa que podem influenciar a formação de nuvens distantes. Como as nuvens variam em tipo e altura, elas desempenham um papel vital no clima, bloqueando a radiação solar e evitando que o calor irradie para o espaço. Portanto, os investigadores esperam que as suas descobertas ajudem a melhorar os modelos climáticos.
Os resultados do projeto CAFE-Brasil também sugerem que o desmatamento contínuo da floresta amazônica poderia afetar o clima de duas maneiras. “Por um lado, porque as florestas já não armazenam dióxido de carbono, são libertados gases com efeito de estufa. Por outro lado, o desmatamento das florestas afecta o ciclo da água e as emissões de isopreno, impulsionando ainda mais as alterações climáticas”, disse Curtius.
Compilado de /ScitechDaily
DOI:10.1038/s41586-024-08192-4