Nosso fracasso em mitigar de forma decisiva as mudanças climáticas está levando os pesquisadores a examinar abordagens mais drásticas, como fertilizar os oceanos para combater o excesso massivo de dióxido de carbono em nossa atmosfera.
“Neste ponto, o tempo é essencial”, diz Michael Hochella, um cientista da Terra no Laboratório Nacional do Pacífico do Departamento de Energia dos EUA.
“Para combater as temperaturas em aumento, devemos diminuir os níveis de CO2 em escala global. Examinar todas as nossas opções, incluindo usar os oceanos como uma fonte de CO2, nos dá a melhor chance de resfriar o planeta.”
Os fitoplânctons, a variedade de microorganismos fotossintetizantes que flutuam na superfície do oceano, são um dos principais componentes da bomba biológica do ciclo de carbono que retira o CO2 do ar para armazenar nas profundezas do oceano.
Esses organismos minúsculos precisam de minerais como ferro para crescer e se multiplicar, mas há apenas uma quantidade fixa flutuando na superfície das águas com eles, o que limita o quanto os fitoplânctons podem florescer.
Antes, as baleias realizavam uma grande parte da fertilização oceânica natural, alimentando os fitoplânctons com os nutrientes que, de outra forma, estariam fora do alcance através de grandes jatos de fezes. Antes da caça industrial diminuir drasticamente os números de baleias, as baleias-spermatozóides nos oceanos sul sozinhas ajudavam a remover perto de 2 milhões de toneladas de dióxido de carbono por ano através desse processo; agora é perto de 200.000 toneladas.
Portanto, adicionando artificialmente esse fertilizante faltante, poderíamos estimular esses micróbios a crescer e se reproduzir, sugando mais CO2 do ar e levando-o consigo para suas mortes. O CO2 é armazenado no fundo do oceano neste ponto, de volta para onde a maior parte do excesso foi liberado graças às atividades humanas.
Essa conclusão poética do ciclo que quebramos poderia sequestrar esse carbono por centenas de milhares de anos, assim como as fósseis-transformadas-em-combustível fizeram antes delas.
Formas solúveis maiores dos nutrientes requeridos não tendem a durar por tempo suficiente para ser usadas pelos fitoplânctons, explica a equipe, então os pesquisadores recorreram a nanopartículas. Nanopartículas como óxidos de ferro e oxyhidróxidos de ferro são fertilizantes oceânicos naturais de fontes como cinza vulcânica e sedimentos de solo.
“A ideia é aumentar os processos existentes”, diz Hochella. “Os humanos têm fertilizado a terra para cultivar plantas há séculos. Podemos aprender a fertilizar os oceanos de forma responsável.”
Revisando 123 estudos, o biogeoquímico da Universidade de Leeds Peyman Babakhani e seus colegas encontraram algumas nanopartículas engenheiradas que podem ser candidatas para fertilizar de forma segura o crescimento de fitoplânctons.
A fertilização oceânica artificial precisaria acontecer em um nível que aumentasse os números de micro-algas, mas não o suficiente para correr o risco de toxicidade.
Alguns dos estudos avaliados pela equipe conseguiram um aumento de 35-756% no crescimento e na abundância das algas em comparação com os controles.
Além disso, parece que a afinidade das nanopartículas com as superfícies celulares (neste caso, fitoplânctons) dita quanto é absorvido, em vez de concentrações, então pode ser liberado em níveis equivalentes aos já presentes na água do mar.
Alguns experimentos descobriram que o crescimento dos florescimentos de fitoplânctons usando fertilizantes oceânicos acabou esgotando outros nutrientes circundantes que não foram fornecidos artificialmente. Isso impediu seu crescimento, o que significa que os fertilizantes futuros poderiam precisar incorporar mais minerais.
“Se for alcançado um grande sequestro de CO2 usando nanopartículas engenheiradas, isso pode permitir a aplicação da abordagem como uma tecnologia de remoção de dióxido de carbono em escalas menores ou locais específicos”, explica a equipe em seu artigo, “e assim acalmar algumas das preocupações com os riscos de geoengenharia do ecossistema marinho inteiro e o ‘roubo de nutrientes’ subsequente”.
Como com qualquer manipulação em larga escala do ambiente, essa proposta não vem sem riscos significativos, assim como o uso de fertilizantes de terra.
“Embora nanopartículas naturais existam em a maioria das configurações oceânicas, os riscos ambientais adversos potenciais de adicionar [nanopartículas engenheiradas] ao oceano exigem uma avaliação rigorosa”, Babakhani e colegas alertam.
Nenhuma dessas partículas passou por um estudo focalizado em condições reais, então essa ideia ainda está na fase de brainstorming.
O impacto a longo prazo das nanopartículas na biogeoquímica dos oceanos é desconhecido, especialmente levando em consideração sua tendência de se agregar ao longo do tempo em ecossistemas marinhos, potencialmente sufocando a vida abaixo da superfície do oceano.
Os pesquisadores traçam um plano para começar a abordar as inúmeras preocupações. Mas eles estimam que, embora a engenharia das nanopartículas corretas seria substancialmente mais cara do que usar materiais existentes, ela nos daria a capacidade de adaptá-las às necessidades de ambientes específicos (aqueles que precisam de mais silício ou ferro, por exemplo), tornando-as mais eficazes.
Enquanto a necessidade de intervenções tão extremas está se tornando cada vez mais provável, os pesquisadores reconhecem que elas devem ser abordadas com extrema cautela. Enquanto isso, já temos métodos confiáveis e muito melhor compreendidos de geoengenharia: proteger os ecossistemas restantes e restaurar os perdidos e degradados.
Este estudo foi publicado na Nature Nanotechnology.
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