No meio da floresta amazônica, a cerca de 80 quilômetros ao norte de Manaus, uma estrutura formada por torres metálicas, tubos e equipamentos de alta precisão prepara um experimento que poderá mudar a compreensão sobre o futuro da maior floresta tropical do planeta.

O AmazonFACE vai aumentar experimentalmente a concentração de dióxido de carbono (CO2) em trechos de floresta preservada para observar como árvores, solo, água, microrganismos e biodiversidade respondem a uma atmosfera semelhante àquela que poderá existir nas próximas décadas. O nome "FACE" vem da expressão em inglês "Free-Air CO2 Enrichment", que significa enriquecimento de CO2 ao ar livre. A tecnologia permite elevar a concentração do gás sem isolar a floresta em uma estrutura fechada.

O experimento tem seis grandes anéis, cada um com cerca de 30 metros de diâmetro. Em três deles, a concentração de CO2 será elevada em aproximadamente 50%. Os outros três funcionarão como áreas de controle. As torres têm cerca de 35 metros de altura e os tubos instalados nelas liberarão o gás no interior dos anéis.

"A gente vai expor pequenas partes da floresta, a uma atmosfera enriquecida em gás carbônico, ou seja, com mais gás carbônico do que o que você encontra na atmosfera usualmente. No caso ali vai ser em torno de 50% a mais", explica o doutor Davi Lapola, pesquisador da Unicamp e coordenador científico do AmazonFACE.

A estrutura funciona a céu aberto. O CO2 é armazenado em tanques, passa por um sistema de válvulas e controle computacional e é vaporizado antes de ser liberado pelos tubos. A intenção é observar a resposta da floresta em condições naturais. "Não é uma estufa fechada. O sistema é aberto", explica Lapola.

O experimento é considerado inédito em uma floresta tropical. Dentro de cada anel há cerca de 50 árvores com mais de 10 centímetros de diâmetro de tronco, representando aproximadamente 49 espécies. Ao todo, são mais de 400 espécies na área.

A diversidade é uma das características que diferenciam o AmazonFACE de experimentos anteriores realizados em outras partes do mundo. "Cada espécie de árvore pode se comportar de uma maneira. Isso também vai nos dar uma resposta mais sutil de que esse tipo de árvore vai se beneficiar mais do que aquele tipo", afirma Lapola.

Por que aumentar o CO2?

A pergunta central do AmazonFACE está relacionada a um fenômeno conhecido como fertilização por dióxido de carbono, uma matéria-prima da fotossíntese. Quando sua concentração aumenta, as plantas podem, em determinadas condições, aumentar a atividade fotossintética e produzir mais carbono. O problema é que carbono sozinho não faz uma floresta crescer.

Para transformar o carbono capturado em tecidos, folhas, raízes e madeira, as plantas precisam de água e nutrientes. E é nesse ponto que aparece uma das principais dúvidas sobre o futuro da Amazônia. Grande parte dos solos amazônicos apresenta baixa disponibilidade de fósforo, nutriente essencial para processos fundamentais das plantas.

"Você pode jogar quanto gás carbônico quiser ali, a planta pode até absorver, fazer a fotossíntese, construir a glicose. Mas ela não vai conseguir construir açúcares mais complexos, estruturais, para crescer o tronco, se não tiver nutrientes", explica Lapola.

A resposta a essa limitação pode determinar quanto do carbono adicional disponível na atmosfera será efetivamente incorporado pela floresta. É justamente essa questão que um estudo recente, baseado em modelagem de ecossistemas, aprofundou.

O fósforo que sustenta a floresta

Uma pesquisa coordenada pela cientista Katrin Fleischer, professora assistente do Amsterdam Institute for Life and Environment, simulou o funcionamento de florestas amazônicas submetidas a concentrações elevadas de CO2 e diferentes níveis naturais de disponibilidade de fósforo.

O objetivo foi entender não apenas se a floresta cresce mais com mais CO2, mas de onde vem o fósforo necessário para sustentar esse crescimento e como o nutriente circula pelo ecossistema.

O resultado mostra que a resposta depende fortemente da fertilidade do solo. "Não podemos pensar na Amazônia como uma única floresta que responderá de maneira uniforme às mudanças climáticas", afirma Katrin Fleischer.

Nas áreas pobres em fósforo, a floresta recorre principalmente à reciclagem biológica do nutriente. Nas áreas mais ricas, uma parcela maior da demanda adicional pode ser atendida pelos estoques de fósforo inorgânico presentes no solo. A diferença é importante porque significa que duas florestas submetidas ao mesmo aumento de CO2 podem responder de maneiras distintas.

Uma das descobertas mais expressivas do recente estudo aparece justamente longe das copas das árvores. Nas florestas pobres em fósforo, o aumento do CO2 fez o investimento de carbono em raízes finas crescer quase 30%. Ao mesmo tempo, a mineralização bioquímica de fósforo realizada pelos microrganismos aumentou aproximadamente 25%.

"Para sustentar o crescimento adicional, as plantas investem mais na aquisição de nutrientes e o sistema acelera a reciclagem do fósforo que já possui", explica Katrin.

Microrganismos entram em cena

Grande parte do fósforo do solo está ligada à matéria orgânica e não está imediatamente disponível para as plantas. E, os microrganismos desempenham papel fundamental nesse processo. Eles ajudam a transformar compostos orgânicos e disponibilizar fósforo novamente para a vegetação. Segundo o modelo, a mineralização microbiana do fósforo orgânico fornece a maior parcela do fósforo que chega à solução do solo. Nas florestas pobres em fósforo, esse mecanismo se intensifica com o aumento do CO2.

A descoberta amplia uma discussão importante sobre o papel da Amazônia no combate às mudanças climáticas. A floresta retira CO2 da atmosfera por meio da fotossíntese, mas a capacidade de transformar esse carbono em biomassa depende da disponibilidade de recursos.

"Para projetarmos sua capacidade futura de absorver CO2, precisamos entender não apenas quanto a fotossíntese aumenta quando há mais CO2 na atmosfera, mas também se a floresta consegue obter os nutrientes necessários para transformar esse carbono adicional em biomassa", diz Katrin Fleischer.

Hipótese será testada na floresta real

O AmazonFACE oferece uma oportunidade de confrontar essas previsões com o que acontece em uma floresta amazônica real. Entre as perguntas que serão investigadas estão justamente aquelas levantadas pela modelagem: as plantas vão aumentar o investimento em raízes? A mobilização e a reciclagem do fósforo vão crescer? De onde virá o nutriente adicional? E por quanto tempo a floresta conseguirá sustentar essa estratégia?

A expectativa é que processos mais rápidos produzam resultados já no primeiro ano de experimento. Outros, como o acúmulo de carbono nos troncos, precisarão de vários anos. "Ele vai rodar por 10 anos, porque tem alguns processos que são lentos na floresta", explica Davi Lapola, coordenador científico do projeto.

Uma estrutura científica de 170 pessoas

Por trás das torres e dos equipamentos existe uma estrutura humana tão complexa quanto o experimento. Segundo Carla Estefani Batista, gerente científica do AmazonFACE, 170 pessoas estão oficialmente ligadas ao programa, entre pesquisadores, estudantes, técnicos, profissionais de campo e equipes operacionais. O trabalho está dividido em seis grandes áreas: carbono, água, nutrientes, biodiversidade, socioambiental e modelagem.

"Eu realizo a organização dos cronogramas, a organização das campanhas, do que está acontecendo. Junto com o operacional, nós trabalhamos para que tudo isso corra numa sincronia que não vire um caos. São muitos pesquisadores envolvidos", afirma Carla.
A coleta de dados já ocorre antes do início do enriquecimento de CO₂. Essa linha de base permite comparar o funcionamento da floresta antes e depois da intervenção. Um banco de dados também está sendo construído e deverá reunir os resultados produzidos.

RESPOSTAS

Para Carla, a grande importância do AmazonFACE está na possibilidade de antecipar respostas que, naturalmente, levariam décadas para serem observadas. "Nós estamos simulando uma atmosfera futura. Ao invés de esperarmos 60, 100 ou mais de 100 anos para descobrir como vai acontecer, como a floresta vai ser impactada, como o ecossistema vai ser modificado, nós estamos adiantando esse processo", afirma.

O objetivo não é simplesmente descobrir se o aumento do CO2 será bom ou ruim para a Amazônia. É compreender o que limita a floresta. A resposta interessa à Amazônia, mas não apenas a ela. Quanto carbono a floresta conseguirá continuar armazenando, como reagirá às secas e até que ponto poderá ajudar a conter o aquecimento global são perguntas que ultrapassam os limites dos seis anéis instalados no interior da floresta.
No fim, a questão é simples de formular e difícil de responder: em um mundo com mais CO2 e clima mais extremo, a Amazônia conseguirá continuar crescendo ou os próprios limites do solo determinarão até onde ela pode ir?
 

PARCERIA INSTITUCIONAL
A produção da Liberal Amazônia é uma das iniciativas do Acordo de Cooperação Técnica entre o Grupo Liberal e a Universidade Federal do Pará. Os artigos que envolvem pesquisas da UFPA são revisados ​​por profissionais da academia. A tradução do conteúdo também é assegurada pelo acordo, por meio do projeto de pesquisa ET-Multi: Estudos da Tradução: multifaces e multissemiótica.