Como os isótopos de metano agrupados revelam a impressão digital humana

O metano responde por cerca de 30% do aquecimento global que já deixámos “travado” - e a sua concentração continua a aumentar na atmosfera.

Até aqui, ninguém conseguia explicar completamente o motivo. Um novo estudo encontrou uma forma engenhosa de ler esse histórico diretamente do próprio ar.

Os especialistas recorreram a um tipo invulgar de molécula de metano que carrega uma assinatura reveladora. Ela expõe o quanto a ação humana desequilibrou a atmosfera desde o início da industrialização.

Essas moléculas são conhecidas como isótopos de metano agrupados: versões raras do metano em que dois átomos “pesados” acabam por ficar lado a lado na mesma molécula.

Os investigadores observaram que a proporção desses isótopos agrupados mudou de forma clara ao longo das últimas décadas.

Depois de executarem simulações atmosféricas que recuam mil anos no tempo, conseguiram, por fim, ligar essa mudança à sua origem.

O metano revela a impressão digital humana

“Desde o início da industrialização, os humanos perturbaram de tal forma o equilíbrio entre as emissões de metano e a sua decomposição que isso fica visível nas nossas medições”, afirmou a primeira autora Malavika Sivan, antiga investigadora da Universidade de Utrecht.

Esse equilíbrio funciona, na prática, como um cabo de guerra entre o metano que entra na atmosfera e o que é degradado e removido. É ele que define se os níveis de metano continuam a subir ou se, em algum momento, estabilizam.

Ao acompanhar o sinal dos isótopos agrupados, os cientistas passam agora a conseguir reconstituir como esse balanço se alterou ao longo do tempo.

Daqui para a frente, podem aplicar o mesmo método para verificar se as iniciativas atuais para reduzir as emissões de metano estão, de facto, a produzir resultados.

“Reduzir as concentrações de metano é uma das formas mais rápidas de desacelerar o aquecimento global no curto prazo”, disse o autor sénior Thomas Röckmann, professor de física e química atmosféricas em Utrecht.

As emissões humanas contínuas, somadas a possíveis ciclos de retroalimentação acionados por fontes naturais, podem continuar a empurrar os níveis de metano para cima.

“Iniciativas políticas como o Global Methane Pledge, que pretende uma redução de trinta por cento nas emissões de metano até 2030 em comparação com 2020, podem ajudar a desacelerar ou reverter essa tendência”, afirmou Röckmann.

A atmosfera remove metano de forma desigual

Curiosamente, este projeto começou porque havia algo que não batia.

Quando a equipa mediu pela primeira vez os isótopos de metano agrupados na atmosfera atual, os valores apareceram muito acima do que se esperava. Nenhuma fonte conhecida de metano - incluindo zonas húmidas, agricultura ou combustíveis fósseis - conseguia justificá-los, por si só, de maneira plausível.

Com o tempo, o grupo percebeu que o excesso de moléculas “agrupadas” não estava a ser gerado pelas emissões.

Ele vinha, na verdade, da remoção do metano: o conjunto de reações químicas que decompõe o metano depois de já estar na atmosfera.

Ao que tudo indica, a atmosfera degrada as moléculas de metano agrupado mais lentamente do que o metano comum; por isso, elas acumulam-se discretamente mais depressa do que são eliminadas.

“Depois disso, perguntámo-nos se poderíamos usar essas assinaturas de metano agrupado para entender como as reações de remoção mudaram na atmosfera ao longo do tempo”, disse Röckmann.

À procura de ar com quarenta anos

O metano tem muitas origens: zonas húmidas, arrozais, aterros sanitários, atividades agropecuárias, além de fugas na produção de carvão, petróleo e gás natural.

Para determinar como as fontes de metano e a sua remoção se transformaram ao longo das décadas, os investigadores precisavam de ar antigo - e em grande quantidade.

Para cada amostra, pode ser necessário até mil litros de ar. Esse volume é essencial para medir com precisão os isótopos de metano agrupados.

Esse tipo de ar do passado fica “guardado” no firn, uma camada de neve densamente compactada entre a superfície e o gelo glacial sólido por baixo. Ali, bolsas de ar podem permanecer presas e praticamente inalteradas por até setenta anos.

Na estação de pesquisa EastGRIP, na Gronelândia, Röckmann recolheu pessoalmente as amostras, perfurando profundamente a neve e, com equipamentos especializados, basicamente bombeando o ar antigo para fora.

“Recolhemos amostras de ar de 500 a 700 litros com até quarenta anos”, disse ele. “Analisar esse ar diz muito sobre a composição da atmosfera no passado.”

Uma viagem através do Atlântico

Mesmo com centenas de litros de ar antigo em mãos, as amostras ainda eram um pouco pequenas para obter as medições mais nítidas possíveis com o instrumento em Utrecht.

Por sorte, um grupo de investigação da Universidade de Maryland dispunha de outro equipamento capaz de realizar as mesmas medições usando menos ar.

Assim, Sivan fez as malas e passou dois meses lá, trabalhando com o colega Jiayang Sun para analisar as amostras.

“Houve muita tentativa e erro, mas no fim ficámos entusiasmados ao ver uma mudança temporal tão forte no sinal dos isótopos agrupados”, disse Sivan.

Interpretar exatamente o que estavam a observar exigiu muitas discussões de ida e volta e modelação até que tudo se encaixasse.

“Mas valeu a pena: entendemos realmente como o sinal dos isótopos agrupados regista a influência humana na atmosfera durante o período industrial”, concluiu Sivan.