Metano e o radical hidroxila (OH): como o AquaChem avalia a limpeza natural do ar

O metano pode não permanecer muito tempo na atmosfera, mas ainda assim aquece o planeta com rapidez. Todos os dias, um composto químico minúsculo no ar contribui para eliminá-lo.

Agora, cientistas querem entender como esse sistema natural de “limpeza” vai se comportar à medida que a Terra ficar mais quente.

O metano é um gás de efeito estufa potente. Ele retém calor muito mais rapidamente do que o dióxido de carbono, embora não permaneça no ar por tanto tempo.

Com o passar dos anos, atividades humanas elevaram as concentrações de metano na atmosfera. Isso preocupa porque, se o metano passar a durar mais no ar, pode intensificar o aquecimento global.

O limpador natural do ar

O radical hidroxila é uma molécula altamente reativa que ajuda a “limpar” a atmosfera. Frequentemente descrito como o “detergente” do ar, ele reage com o metano e o decompõe.

“Os radicais hidroxila são importantes para determinar o tempo de vida do metano e de outros gases de efeito estufa reativos, assim como de gases que afetam a saúde pública, incluindo o ozônio e certos outros poluentes do ar”, afirmou a autora principal do estudo, Qindan Zhu.

Mesmo sendo tão pequeno, esse composto tem um papel enorme: ele remove a maior parte do metano presente na atmosfera.

Muitas coisas afetam esse sistema

Esse mecanismo de limpeza está longe de ser simples. A quantidade de radical hidroxila no ar depende de diversos fatores.

Temperatura, luz solar e vapor d’água influenciam esse processo. Outros gases atmosféricos podem tanto favorecer a formação do radical hidroxila quanto destruí-lo. Além disso, variações naturais nos padrões de tempo e clima também entram na conta.

Como há tantas variáveis envolvidas, prever o que acontecerá no futuro é um desafio para os cientistas.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), da Escola de Clima da Columbia e do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica desenvolveram um modelo para analisar esse sistema.

Esse modelo, chamado AquaChem, simplifica a Terra para que os cientistas foquem apenas na atmosfera. Assim, fica mais fácil entender como diferentes fatores alteram a capacidade do ar de se “autolimpar”.

O que acontece quando a Terra aquece

Quando o planeta esquenta, o ar consegue reter mais vapor d’água. Isso favorece a formação de mais radicais hidroxila, o que, em princípio, ajuda a remover metano.

Por outro lado, o aquecimento também faz com que as plantas liberem mais gases naturais na atmosfera. Esses gases reagem com os radicais hidroxila e diminuem a quantidade disponível.

Ou seja, o aumento de temperatura aciona, ao mesmo tempo, dois efeitos opostos.

As plantas emitem gases naturais como parte do seu funcionamento normal - e, quando a temperatura sobe, essa emissão aumenta.

Com isso, esses gases passam a “consumir” radicais hidroxila mais rapidamente, enfraquecendo a capacidade do ar de degradar o metano.

Assim, embora o ar mais quente ajude a produzir mais moléculas de limpeza, as emissões das plantas anulam uma parte desse ganho.

O papel das emissões das plantas

Os cientistas avaliaram o que ocorre se a temperatura média global subir 2 °C (equivalente a 3,6 °F). Eles observaram que o aumento do vapor d’água fortalece o poder de limpeza da atmosfera.

Ao mesmo tempo, os gases liberados pela vegetação reduzem esse efeito. No balanço final, a atmosfera pode ficar apenas um pouco mais eficiente na remoção de metano.

“Para o metano, a reação com OH é considerada a via de perda mais importante”, disse Zhu. “Cerca de 90 por cento do metano que é removido da atmosfera se deve à reação com OH.”

Até mudanças pequenas nesse sistema importam. Um aumento ou queda mínimo pode alterar por quanto tempo o metano permanece no ar.

Isso torna mais difícil projetar as mudanças climáticas futuras. Os pesquisadores também concluíram que as emissões naturais das plantas ainda são incertas, o que aumenta a complexidade do problema.

“Há toda uma gama de razões ambientais pelas quais queremos entender o que está acontecendo com essa molécula”, afirmou a coautora do estudo Arlene Fiore, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

“Nós queremos garantir que ela esteja presente para remover quimicamente todos esses gases e poluentes.”

O que vem a seguir

Os cientistas pretendem aprimorar seus modelos e incorporar mais fatores do mundo real. A meta é compreender melhor como as plantas e outros sistemas naturais vão reagir ao aquecimento.

“Sabemos que mudanças no OH atmosférico, mesmo de alguns por cento, podem de fato importar para interpretar como o metano pode se acumular na atmosfera”, disse Zhu. “Entender as tendências futuras de OH nos permitirá determinar as tendências futuras de metano.”

No fim, esse trabalho evidencia que até moléculas minúsculas podem causar efeitos grandes no clima da Terra.