Ciência

Rochas Conseguem Absorver Quantidades Enormes de Carbono

As profundezas da Terra podem oferecer uma solução rochosa para as alterações climáticas.terça-feira, 5 de novembro de 2019

O vulcão Tungurahua em erupção. Uma das formas pela qual a Terra devolve o seu carbono interno à superfície é através de erupções vulcânicas.
O vulcão Tungurahua em erupção. Uma das formas pela qual a Terra devolve o seu carbono interno à superfície é através de erupções vulcânicas.

Eu tenho carregado cerca de 12 kg de carbono durante a minha vida adulta. E todos nós podemos ter carbono: aproximadamente 18% do nosso corpo é constituído por átomos de carbono. Todos estes átomos estão na comida que comemos e, antes disso, no ar, nos oceanos, nas rochas e em outras formas de vida. O carbono, um elemento nascido da explosão de estrelas, é essencial para todas as formas de vida, pelo que mais de 90% do carbono do planeta pode estar debaixo do chão.

Ainda mais surpreendente é a descoberta de que a vida, sob a forma de micróbios e bactérias, prospera a quilómetros de profundidade com tanta abundância que a sua massa total de carbono é até 400 vezes superior à de todos os 7.7 mil milhões de humanos que vivem na superfície. O facto de um dos maiores ecossistemas da Terra estar nas profundezas do planeta é apenas uma das várias descobertas feitas pelo projeto do Observatório de Carbono Profundo (DCO) que, durante uma década, reuniu 1200 investigadores de 55 países para explorar o funcionamento interno do nosso mundo.

Entre os dias 24 e 26 de outubro, o DCO reuniu centenas de cientistas de todo o mundo em Washington – onde partilharam e debateram os seus resultados.

"Agora, sabemos que a biosfera e geosfera da Terra são um sistema integrado e complexo, e o carbono é a chave", diz o diretor executivo do DCO, Robert Hazen, da Instituição para a Ciência de Carnegie. "Esta é uma nova forma de olhar para o nosso planeta", diz Hazen em entrevista.

Durante a última década, o DCO lançou 268 projetos e produziu 1400 estudos revistos por pares. Eis alguns dos destaques sobre as dezenas, senão centenas, de descobertas surpreendentes sobre as profundezas da Terra, incluindo o seu papel no início da vida.

Movimentações de carbono
O carbono das plantas e dos animais entra nas profundezas da terra através do processo de subducção – processo onde as placas oceânicas penetram debaixo das placas continentais – ao longo de centenas de milhões de anos. Este carbono foi descoberto em diamantes que se formaram em profundidades a rondar os 410 e 660 quilómetros. Com tempo suficiente, este carbono, sob a forma de diamantes, rochas ou de emissões de dióxido de carbono emitidas pelos vulcões, regressa à superfície.

Por outras palavras, tal como acontece connosco, também o planeta está constantemente a ingerir e a expelir carbono, geralmente sob a forma de dióxido de carbono (CO2). Este ciclo de carbono, outrora estável, foi afetado pela atividade humana – quando desenterramos e queimamos enormes quantidades de hidrocarbonetos: petróleo, gás e carvão. Ao mesmo tempo, o desflorestamento, a construção de cidades e de estradas e a transformação da superfície afetou a capacidade de ingestão de carbono do planeta.

Esta perturbação no ciclo de carbono é o que chamamos de crise climática, diz Hazen.

A triazolita encontrada no Chile é um dos 31 novos minerais que contêm carbono –descobertos durante o Desafio Mineral de Carbono do DCO. Acredita-se que este mineral derive em parte do guano das aves cormorão.
A triazolita encontrada no Chile é um dos 31 novos minerais que contêm carbono –descobertos durante o Desafio Mineral de Carbono do DCO. Acredita-se que este mineral derive em parte do guano das aves cormorão.

"As alterações climáticas representam uma ameaça existencial para a humanidade, não num futuro distante, mas durante a próxima geração ou na geração seguinte."

Se quisermos evitar os níveis alarmantes de aquecimento global, durante os próximos 20 a 40 anos as emissões de CO2 provenientes dos combustíveis fósseis terão de ser eliminadas e as enormes quantidades de CO2 já existentes na atmosfera terão de ser removidas.

Porém, os novos conhecimentos sobre o ciclo profundo do carbono, revelados pelo DCO, dão a Hazen alguma esperança. “Existem métodos naturais de sequestro de carbono que são "incrivelmente poderosos.”

Crescimento rochoso
Um destes métodos de sequestro envolve uma enorme placa rochosa, elevada do manto superior da Terra há muito tempo, onde agora fica Omã. Denominada Samail Ophiolite, o clima e a vida microbiana existente dentro desta rocha retiram dióxido de carbono do ar e transformam-no em minerais de carbonato.

“Este processo é tão eficaz que conseguimos observar o dióxido de carbono a ser sugado da atmosfera e a ser depositado sob a forma de rocha perante os nossos olhos", diz Hazen.

As experiências onde os fluidos ricos em carbono foram bombeados para a formação rochosa de ofiolito revelaram que os minerais de carbonato se formam rapidamente. Isto poderia remover milhares de milhões de toneladas de CO2 da atmosfera, apesar de ser um projeto enorme e muito diferente do que acontece em Omã, país que depende das receitas do petróleo.

Os ofiolitos também se encontram na América do Norte, em África e noutros lugares. A outra forma natural de sequestro de carbono envolve rochas de formações de basalto, como as que existem no Havai, que conseguem absorver CO2 quando são esmagadas. Na Islândia, outro projeto de sequestro natural de carbono do DCO, o CarbFix, envolve a injeção de fluidos que contêm carbono no basalto e a observação da sua conversão em sólidos.

“Estas novas descobertas sobre a capacidade de absorção de carbono da Terra deixam-me bastante otimista", diz Hazen.

Vislumbre de vida alienígena
As observações do DCO também revelam algum otimismo sobre as possibilidades de vida noutros planetas. Os diamantes puros são feitos de carbono, mas a maioria tem pequenas impurezas. Estes diamantes são transformados em joias baratas, mas para as investigações científicas têm um preço incalculável. Estas impurezas, chamadas inclusões, revelam que o metano "abiótico" é uma fonte de energia para a vida nas profundezas da Terra.

Quando a água encontra olivina mineral debaixo de pressões intensas, as rochas transformam-se em minerais diferentes – silicatos hidratados de magnésio, ou serpentina – produzindo metano abiótico. Se os micróbios conseguem viver com a energia química das rochas debaixo de uma faixa de calor extremo e sob as pressões de alta profundidade, talvez isto se possa aplicar a outros corpos planetários.

A descoberta também alimenta a teoria de que a vida teve origem e evoluiu nas profundezas da terra, e não nos oceanos, como se acredita de forma generalizada.

"O Observatório de Carbono Profundo tem alguns indícios importantes para esta hipótese”, diz Jesse Ausubel, da Universidade Rockefeller e consultor científico na Fundação Alfred P. Sloan.

Os diamantes também ofereceram aos investigadores do DCO evidências de que as profundezas da Terra têm mais água – aprisionada em grande parte nos cristais de minerais como iões, em vez de água líquida – do que todos os oceanos mundiais. E tal como acontece com o carbono, acredita-se que a subducção das enormes placas continentais e oceânicas tenha levado água para as profundezas do planeta.

Alarmes terrestres
Num vulcão na Costa Rica, os projetos do DCO que monitorizam gases provenientes de vulcões detetaram pela primeira vez uma alteração no rácio de emissões de CO2 relativamente ao dióxido de enxofre (SO2) antes da erupção, oferecendo um potencial sistema de alerta precoce.

"A alteração no rácio de gases antes de uma erupção era apenas uma teoria, mas o DCO permitiu-nos descobrir o que estava a acontecer", diz Sami Mikhail, da Universidade de St. Andrews. "Isto pode atuar como uma campainha que nos alerta para a presença de alguém à porta.”

Existem vários vulcões nas proximidades de áreas povoadas, incluindo o Tungurahua, no Equador, o Etna, em Itália, e o Soufriere Hills, em Montserrat, que estão a ser monitorizados. Estas e outras estações de monitorização de vulcões também ofereceram provas definitivas de que as emissões de CO2 feitas pelos vulcões representam uma fração minúscula relativamente às da queima de combustíveis fósseis. E alguns céticos das alterações climáticas culpam há muito tempo os vulcões pelo aumento das concentrações de CO2 na atmosfera.

Futuro do DCO
Apesar de o mandato do DCO ter terminado, a comunidade global de cientistas de carbono profundo vai continuar com as investigações, e começar outras novas, com o apoio de doações feitas pela NASA, pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, pela Fundação de Investigação da Alemanha, pelo Instituto Canadiano de Pesquisa Avançada e por outras instituições.

O Institut du Physique de Globe de Paris será a nova sede das investigações.
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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