Sciam
Clique e assine Sciam
Notícias

Rochas são capazes de filtrar nitrogênio da atmosfera, mostra pesquisa

Descoberta altera paradigma e pode ter impacto sobre agricultura e estudo de mudanças climáticas

Courtesy Scott Morford

Scott Morford, estudante formado pela Universidade da Califórnia Davis e um dos autores do estudo, realiza trabalho de campo que mostrou aos pesquisadores que rochas de intemperismo são uma fonte significativa de nitrogênio no planeta.

Por séculos, nosso conhecimento científico estabeleceu que todo o nitrogênio da Terra disponível para ser usado pelas plantas se originava da atmosfera. Mas um estudo da Universidade da Califórnia em Davis indica que mais de um quarto da substância vem dos estratos rochosos.

O estudo publicado hoje (6), na revista Science, descobriu que 26% do nitrogênio num ecossistema natural provêm das rochas. A percentagem restante se origina da atmosfera.

Antes deste estudo, desconhecia-se a contribuição deste tipo de nitrogênio para o sistema de terras global. A descoberta pode melhorar muito as projeções para as mudanças climáticas, que dependem do entendimento do ciclo do carbono. Essa fonte de nitrogênio recentemente indicada também poderia alimentar o ciclo de carbono no solo, permitindo aos ecossistemas capturar mais emissões da atmosfera, dizem os autores.

“Nosso estudo mostra que o intemperismo do nitrogênio é uma fonte de nutrição globalmente importante para os solos e os ecossistemas”, diz Ben Houlton, um dos autores do estudo, professor no Departamento de Estudos de Terra, Ar e Recursos Hídricos e diretor do Instituto Davis Muir, ambos da Universidade da Califórnia em Davis. “Isso contraria um paradigma de séculos, que lançou as bases para as ciências ambientais. Acreditamos que esse nitrogênio pode permitir que florestas e pradarias capturem mais emissões de dióxido de carbono por combustíveis fósseis do que se pensava.”

O Intemperismo é fundamental

Para absorver a poluição do dióxido de carbono, os ecossistemas precisam de nitrogênio e de outros nutrientes. Porém, eles existem em  quantidade limitada nas plantas e solos. Se uma grande parte do nitrogênio se origina na verdade das rochas, isso ajuda a explicar como ecossistemas naturais como florestas boreais são capazes de absorver altos níveis de dióxido de carbono.

Mas não são todas as rochas que podem filtrar o nitrogênio. A disponibilidade de nitrogênio na rocha depende do intemperismo, que pode ser de origem física, como quando causado pelo movimento tectônico, ou química, como quando os minerais reagem com a água da chuva.

Esse é o principal motivo devido ao qual o nitrogênio associado ao intemperismo nas rochas varia em cada região e em cada paisagem. O estudo diz que grandes áreas na África são desprovidas de substrato rochoso rico em nitrogênio, enquanto as latitudes do Norte têm alguns dos mais altos níveis de nitrogênio por intemperismo nas rochas. Espera-se que áreas montanhosas como o Himalaia e os Andes sejam grandes fontes de nitrogênio de rocha, comparável a importância que  têm para as taxas de intemperismo global e para o clima global. Pastagens, Tundra, desertos e bosques apresentam taxas consideráveis de nitrogênio por intemperismo.

A geologia e a remoção de carbono

Mapear o perfil nutricional das rochas para ver seu potencial de absorção de carbono poderia ajudar os planos de conservação. Áreas com maiores níveis de absorção de nitrogênio podem captar mais carbono.

“A geologia pode exercer um grande controle sobre quais sistemas podem captar dióxido de carbono e quais não podem”, diz Houlton. “Quando se pensa em captura de carbono, a geologia do planeta pode ajudar a guiar nossa decisão sobre o que estamos conservando.”

O trabalho também elucida o “caso do nitrogênio que desapareceu”. Por décadas, cientistas reconhecem que mais nitrogênio se acumulam no solo e plantas do que pode ser explicado pela quantidade da substância na atmosfera, mas eles não conseguiam explicar por que isso ocorre.

“Mostramos que o paradoxo do nitrogênio está escrito nas rochas” diz um dos autores, Scott Morford, estudante de pós graduação na Universidade da Califórnia em Davis. “Há nitrogênio suficiente nas rochas, e ele se decompõe rápido o suficiente para explicar os casos onde há misteriosas quantidades da substância.”

Em trabalhos anteriores, a equipe de pesquisa analisou amostras de rochas antigas, coletadas nas Montanhas Klamath, no norte da Califórnia, e descobriu que as rochas que permeiam as árvores de lá tinham grandes quantidades de nitrogênio. A partir do estudo atual, os autores analisaram de novo esse assunto, monitorando o equilíbrio do nitrogênio do planeta, buscando indicadores geoquímicos e criando um modelo espacial do nitrogênio por intemperismo para acessar a disponibilidade de nitrogênio na rocha em uma escala global.

Pesquisadores dizem que o trabalho não tem implicações imediatas para agricultores e jardineiros, que necessitam de nitrogênio natural e sintético para cultivar alimentos. Trabalhos anteriores indicaram que o nitrato do fundo das águas subterrâneas pode ser captado pelas rochas, mas é preciso mais pesquisas para entender melhor quanto.

Reescrevendo livros

“Livros vão ter que ser reescritos a partir dessa descoberta”, diz Kendra McLauchlan, diretora do programa na Divisão de Biologia Ambiental na Fundação Nacional de Ciência, que co-financiou a pesquisa. “Embora houvesse indícios de que as plantas pudessem usar nitrogênio derivado das rochas, essa descoberta quebra o paradigma de que a principal fonte de nitrogênio disponível é a atmosfera. Nitrogênio é tanto o nutriente limitado mais importante da Terra como um poluente perigoso, então é importante entender os controles naturais que regulam sua oferta e demanda. A humanidade atualmente depende do nitrogênio atmosférico para produzir fertilizante suficiente para manter a demanda de alimentos. Uma descoberta dessa magnitude irá iniciar uma nova era na pesquisa desse nutriente essencial.”

Universidade da Califórnia

Para assinar a revista Scientific American Brasil e ter acesso a mais conteúdo, visite: http://bit.ly/1N7apWq