O CO2 é bom para as plantas?

Vamos começar por falar um pouco do ciclo do carbono, e ja lá chegamos. É preciso.

A quantidade de CO2 na atmosfera também resulta, tal como no caso do oxigénio – e em interação com este - de um equilíbrio entre o que é produzido e o que é consumido (ou retirado da atmosféra). Não é uma coisa estática.

Num esboço rápido podemos dizer que plantas e algas convertem o dióxido de carbono em glicose e agua durante o dia, e os animais e outros seres vivos aeróbios, libertam-no o tempo todo. Há ainda a fixação de CO2 pelo mar e reservas enterradas debaixo do solo como o petróleo, cuja fixação se deu há milénios atras. A quantidade que é absorvida pelo mar é sensivelmente a mesma que é fixada pela biosfera.

O equilíbrio da concentração deste gás na atmosfera antes da revolução industrial era nas cerca 280 partes por milhão e agora está nos cerca de 390 ppm. A principal razão foi termos começado a tirar carbono desses reservatórios subterrâneos e voltado a polo na atmosfera. Como sabemos isso? Por três razões:

1 – pelas variações das concentrações dos isótopos, o que sugere a entrada de “novo carbono” no ciclo (a).
2 – o decréscimo paralelo das concentrações de O2 – diminuiu de acordo com o previsto para a combustão de recursos fosseis com o petróleo.
3 – sabemos que os valores de CO2 na atmosfera estavam estáveis há milénios antes da revolução industrial, altura em que começamos a queimar combustível e a transformar florestas em pasto. Ou seja, temos um aumento, temos uma fonte, é difícil dizer que não é da fonte que vem o aumento.

Há ainda a acrescentar, no contexto de um aquecimento cada vez menos plausível de negar, a libertação de CO2 que esta preso em grandes massas congeladas - permafrost. O aumento da temperatura também diminui a capacidade de dissolução de gases na agua por isso é de esperar que o aumento da temperatura do mar vá contribuir para o aumento de CO2 na atmosfera, não porque este deixe de captar totalmente CO2 mas por começar a faze-lo mais lentamente. Quanto é difícil de prever porque há mecanismos compensatórios difíceis de contabilizar totalmente. Mas estamos tão longe de um ponto de equilíbrio que estes mecanismos dificilmente conseguirão fazer alguma diferença:
Neste momento estamos a produzir mais 80% do CO2 daquele que é consumido por todos estes processos.


Voltando às plantas, é de notar aqui que não só elas consomem CO2 na fotosintese como o CO2 é usado até 1000ppm em estufas para aumentar o seu crescimento. É por isso possivel prever um mecanismo de feed-back negativo que leve a diminuição de CO2 se essas plantas encontrarem as condições nesseçárias para se desenvolverem - uma vez que mais CO2 e mais crescimento também implica necessidade de mais nutrientes como o azoto. Há ainda a possibilidade do azoto vir do mesmo sitio de onde vem o excesso de CO2, ou seja, dos combustíveis fosseis, e equilibrar as maiores necessidades, mas isso não se sabe com rigor. Também ainda não se sabe com rigor em termos de valores como funciona esta relação do azoto (N) com o dioxido de carbono em termos de ideal para para as plantas. Mas na melhor das hipoteses, apenas resolvermos o problema das necessidades de azoto.

As plantas têm ainda necessidades especificas de temperatura e humidade (e de uma relação ideal entre estas para cada especie) que são coisas que estão em causa precisamente pelo aumento do CO2.

O efeito de estufa não é um ponto de controvérsia frequente uma vez que é um facto estabelecido à centenas de anos, desde o tempo de Napoleão, por Fourier. A previsão de que iria aquecer o planeta, mudando o equilíbrio entre os infravermelhos que são absorvidos e os que voltam para a atmosfera, é que nunca se pensou fazer para ver se acontecia. O problema é que está a acontecer.

Não sendo o único nem o maior contribuir para o efeito de estufa, o CO2 é no entanto o gas com esta particularidade que esta a aumentar mais depressa a sua concentração na atmosfera. Por isso é lhe apontado o dedo com mais frequência. E com mais razão.


Sem a introdução do efeito de estufa pelo CO2 nos modelos climáticos não se consegue encontrar outra justificação para o aquecimento global. E mais uma vez, temos uma causa e um efeito conhecido. Estar a dizer que é coincidência é uma afirmação injustificada. Não é apenas a correlação. É que há um mecanismo conhecido capaz de explicar a correlação entre o aumento de CO2 e a temperatura. É como fazer uma fogueira e dizer que o fumo que está a sair vem do chão abaixo da fogueira ou coisa do género.

E agora voltando outra vez atrás. Porque é que o aumento de CO2 não é benéfico para as plantas?

Porque o CO2 aumenta a temperatura indirectamente.

E porque este aumento de temperatura, que até pode ser bom para algumas plantas (ocorre-me que as plantas tropicais podem assim crescer na Gronelândia), não o é para todas. Muitas das plantas que cultivamos para alimentação sofrem um impacto negativo com o aumento de temperatura.

Tal com já tinha referido no post anterior, muitos (todos ?) parâmetros ambientais não são do género “quanto mais melhor”. Têm pontos de valor óptimos variáveis de espécie para espécie. Para além da menor agua disponível no solo, quer por haver menos chuvas quer por aumentar a evaporação, para além das maiores necessidades em nutrientes, muitas das plantas de cultivo, simplesmente, não gostam de temperaturas médias muito elevadas.

Este facto poderá ser em alguns casos compensado pelo efeito positivo do CO2, mas não como regra.

Por outro lado, o aumento previsto de condições extremas, com picos de temperatura, chuvadas e secas, vai causar danos em culturas.

Como tenho vindo a salientar, tudo depende dos valores que estamos a falar. De quanto é a temperatura? De quanto é a humidade do solo? Etc. No âmbito desta questão dos pontos de estabilização resumi algumas coisas no post sobre os alvos de estabilização (1).

Os modelos prevêem que o resultado final vá ser um aumento do custo de produção e da quantidade de produto agricula. Mas isto já está fora do ambito deste post que era apenas falar sobre o ciclo do carbono e a vantagem de alterar o ponto de equilíbrio da concentração para as plantas.

O que importa reter aqui, é que o dioxido de carbono (durante o dia) até pode servir de fertilizante, mas tem demasiados efeitos secundários para o considerar um “medicamento” seguro para administrar à escala mundial.


Fonte:
ISBN: 0-309-15177-5, 190 pages, 7 x 10, (2010)
This free PDF was downloaded from:
http://www.nap.edu/catalog/12877.html
Stabilization Targets for Atmospheric Greenhouse
Gas Concentrations
Committee on Stabilization Targets for Atmospheric
Greenhouse Gas Concentrations; National Research
Council


(1) http://cronicadaciencia.blogspot.com/2010/07/alteracoes-climaticas-impactos-futuros.html
(a) Na realidade esta parte é muito interessante. Como as plantas preferem C12 ao C13 e como o petroleo tem origem em plantas e algas, se mandarmos deste carbono para a atmosfera é natural que a relação entre C13 e C12 diminuia. E isso é o que se esta a passar. Aleém disso, através de arvores milenares podemos ter uma ideia da relação de C13/C12 através dos seculos. E o que encontramos é que começou a baixar mais rapidamente agora.

De onde vem o oxigénio?

Resposta rápida: Das cianobacterias. Até as plantas lhes devem a sua capacidade de fazer a fotosintese.

Nos meus intercâmbios de informação com alguns dos "cépticos" do aquecimento global, deparei-me por mais de uma vez com a convicção de que o homem não tem a capacidade de alterar substancialmente o cenário ecológico em que hoje vivemos. Pareceu-me que esta crença era mesmo uma das razões bases dos que teimam em não admitir as consequencias dos nossos actos no ambiente.

Parecem acreditar que a Terra é uma fonte infinita de recursos, estável como uma pedra e imutável contra todas as alterações. Mas não é. E a vida sobre a sua superfície, mais que uma vez e em mais de uma maneira alterou o ambiente à volta. E o homem, quer pelos seus números populacionais quer pelos seus recursos é aquele habitante terrestre que tem de facto o maior potencial para causar impacto.Não estou a dizer que esse impacto é nesseçariamente mau. Isso cabe-nos em parte a nós escolher e dar rumo às coisas. Mesmo que não se faça nada diferente do que estamos a fazer, temos de admitir que isso é em si uma escolha.


Uma das maiores alterações que os habitantes da Terra lhe deram foi a sua atmosfera rica em Oxigénio. Aproximadamente 21%. Se tivermos em conta que o Oxigénio é uma substancia altamente reactiva, que tem uma capacidade enorme de reagir com outras substancias - daí vem o nome oxidação - já ficamos com uma ideia da dificuldade de manter um nível tão elevado deste na atmosfera.

A resposabilidade de tal crueldade (para os anaerobios)  foram as cianobacterias. Altamente adaptaveis, crescem quase em qualquer lado e em qualquer condição, eram tal como os restantes seres vivos seus contemporaneos, anaerobias. Mas o produto metabólico final do seu processo energético era um tóxico fatal para quase todos os outros seres vivos da altura, o nosso oxigénio. Mesmo eliminando um produto tóxico e tendo uma capacidade adaptativa tão boa, demoraram milhões de anos a mudar a atmosfera. Mas ganharam uma batalha colossal. Os organismos com quem elas competiam na altura são os antepassados do que consideramos hoje os extremófilos - seres vivos que vivem, aos olhos da ecologia actual, em situações extremas. Na altura era a regra.

As próprias plantas, por um processo de endosimbiose, adquiriram a capacidade de usar a luz do sol para produzir energia das cianobacterias. Os cloroplastos são originados de cianobacterias que começaram a viver dentro das células das plantas. De resto as cianobacterias ainda hoje gostam de viver em associações com outros seres vivos.

São responsáveis por 20 a 30% do oxigénio atmosférico mesmo nos dias de hoje onde as plantas e outras algas assumem o seu papel no ciclo do Oxigénio, por isso, com alguma liberdade diria que somos também simbioticos com elas.

O oxigénio, que nós usamos para queimar combustiveis e para respirar não tem uma fonte infinita. É aqui produzido e consumido. Para deslocar o ponto de equilibriu em que ele se encontra basta queimar demais ou destruir os organismos que são fulcrais na sua renovação. E nós parecemos estar a fazer as duas coisas. Convém salientar mais uma vez que por si só, o oxigénio não é muito estável. Aliás, se não fosse essa tendência que tem para reagir com outros elementos ele não teria sido por sua vez o responsável pela alteração da superfície terrestre.

Eu sei que as alterações no equilibrio ciclo do oxigénio não são aquelas que mais têm relevância nos problemas ambientais. A alteração do ponto de equilíbrio de outro ciclo,  o do dióxido de carbono, que parece ainda nem sequer foi atingida é que está a alterar as condições de vida na terra. Mas nós não vamos demorar milhões de anos a alterar a sua concentração. Ja o estamos a fazer desde a revolução industrial. E ao contrário das cianobactérias, que mudaram a atmosfera só pelos seus números, nós além de sermos muitos ( e eu desejo que possamos ser de facto muitos), também estamos a produzir CO2 com as nossas máquinas.

Estamos a produzir CO2 a nivel industrial. Mas para nossa desgraça, ao contrário do que aconteceu às cianobacterias, isso não é muito conveniente. Elas acabaram com a competição dos anaerobios estritos, tornaram-se imprescindiveis para uma série de seres vivos. Mas as alterações que se prevê virem da alteração do ciclo de carbono, o qual nós produzimos mais 80% do que aquele que é consumido, têm impacto negativo forte na maior parte dos seres vivos que formam o ecossistema do qual nós dependemos.

Eu acho que o episódio das cianobactérias é interessante, pois permitiu a nossa existência e não só, mas também por isso, é um episódio que pode mostrar como a vida na terra é dependente de ciclos, pontos de equilíbrio e não de uma fonte externa de recursos infindável.

Por nota final, gostava ainda de referir que há pontos de equilíbrio que dependem de outros. O CO2 é capaz de acidificar os oceanos. Mas não é preciso que estes cheguem mesmo a ficar ácidos para que aconteçam problemas graves. Qualquer pessoa que tenha tentado manter corais vivos artificialmente num aquário sabe que estes, por exemplo, vivem apenas numa faixa muito estreita de valores de PH, temperatura, luminosidade e densidade. E os recifes de coral são a maior reserva de biodiversidade à face da terra. E falo dos corais para dar um exemplo.

Há coisas que parece que são infinitas, não pensamos sequer que possam estar em causa. O mar parece enorme mas toda a agua é apenas 0,1% da massa terrestre. Na melhor das hipóteses e contando que haja agua dissolvida muito abaixo da crosta. A Terra é um planeta pequeno mesmo para o nosso sistema solar. Tudo o que cá há é em pouca quantidade e a espécie humana quase cobre já toda a superfície. Há humanos em todo o lado. E se queremos que continue assim, temos de fazer escolhas. E perguntas para pensar. Certo que o que eu estou a dizer é que mundaças sempre ouve. Mas a questão é se é esta a mudança que queremos. Ja que a estamos a fazer, convém ter a certeza:

Queremos um mundo mais quente?

E de onde vem o oxigénio?

Figuras: A primeira, mais acima, é a Terra à noite. Os pontos de luz são de origem humana. Achei que era ilustrativo tanto da nossa capacidade de alterar o planeta como da nossa elevada população e distribuição pelo mundo. Mesmo se os pontos fossem algas a produzir CO2 ja era qualquer coisa.

A segunda e ultima, cianobacterias ao miscroscópio. Yep. É por causa delas que ca estamos. Senão tinhamos de passar o dia bem quietinhos a fermentar qualquer coisa. Não podiamos queimar glicose para viver. Nem tinhamos oxigènio nem tinhamos glicose.