- O experimento da câmara CLOUD do CERN reproduziu o processo em que substâncias voláteis emitidas por árvores formam sementes de nuvens, levando a uma reavaliação da atmosfera pré-industrial e dos pontos de referência usados nos modelos climáticos atuais
- O sesquiterpeno emitido por árvores e plantas contribui para a formação de nuvens mais intensamente do que se esperava; mesmo numa proporção de apenas 1:50 em relação a outras substâncias voláteis, a formação de nuvens dobra
- Dependendo da região, as nuvens podem refletir a luz solar e gerar efeito de resfriamento, ou reter calor sobre o gelo das regiões polares, continuando a ser uma das maiores incertezas da previsão climática
- Em um mundo com menos poluição industrial, plantas e árvores podem se tornar um fator maior na formação de nuvens, o que também afeta os cálculos do efeito de aerossóis antropogênicos baseado em emissões de enxofre
- Embora seja difícil incorporar a física de pequenos aerossóis naturais, como o sesquiterpeno, aos modelos climáticos, prever estratégias de mitigação mais realistas exige considerar também a interação entre emissões humanas e emissões vegetais
A atmosfera acima da floresta reproduzida pela câmara CLOUD do CERN
- Lubna Dada e colegas investigaram, em uma câmara de aço inoxidável de 7.000 galões no CERN, na Suíça, o processo em que emissões naturais reagem com ozônio para formar aerossóis
- As nuvens são uma das maiores incertezas nas previsões climáticas
- Dependendo da região, elas podem refletir a luz solar que seria absorvida pela terra e pelo mar
- Por outro lado, também podem reter calor sobre o gelo do Ártico e da Antártida
- No céu, partículas de aerossol atraem vapor d’água ou gelo, e aglomerados de pequenas gotículas que crescem o suficiente se tornam sementes de nuvens
- Metade das nuvens da Terra se forma ao redor de materiais como areia, sal, fuligem, fumaça e poeira
- A outra metade se nucleia ao redor de vapores liberados por seres vivos ou máquinas, como o dióxido de enxofre da queima de combustíveis fósseis
- A câmara CLOUD do CERN simula esse processo injetando vapores que representam ambientes específicos
- Ela pode imitar gases acima de áreas urbanas
- A equipe de Dada tentou reproduzir a atmosfera acima da floresta sem emissões humanas para estimar a formação de nuvens antes da industrialização
O papel do sesquiterpeno emitido pelas árvores
- Um estudo publicado na Science Advances mostrou que, entre as substâncias químicas emitidas pelas árvores, o sesquiterpeno desempenha um papel importante na formação de nuvens
- Árvores liberam substâncias voláteis naturais como isopreno e monoterpeno, que podem desencadear reações químicas de formação de nuvens
- O estudo se concentrou no sesquiterpeno, que é emitido em quantidades relativamente menores e vinha recebendo menos atenção
- Dependendo da molécula e do tipo de planta ou microrganismo que a libera, ele pode ter cheiro de madeira, terra, frutas cítricas ou especiarias
- Os experimentos mostraram que o sesquiterpeno forma sementes de nuvens de modo mais eficiente do que se esperava
- Em uma proporção de apenas 1:50 em relação a outras substâncias voláteis, a formação de nuvens dobrou
- Em um mundo com menores emissões de enxofre, plantas e árvores podem se tornar forças motrizes maiores na formação de nuvens
Os primeiros resultados experimentais revelados pelo “amarelo-banana”
- A equipe testou a capacidade do sesquiterpeno de gerar nuvens imitando o ar de uma floresta não poluída por emissões humanas
- O experimento de referência mediu uma mistura ionizada de isopreno, a substância volátil biogênica mais comum, e α-pineno, um monoterpeno
- Como esperado, essa combinação produziu sementes de nuvens
- Em seguida, eles acrescentaram β-cariofileno, um sesquiterpeno que vem de pinheiros e árvores cítricas e tem cheiro de pimenta recém-quebrada
- Dada esperava que o β-cariofileno provocasse reações químicas que formariam aerossóis e, por fim, levariam à formação de nuvens
- No monitor do laboratório, o gráfico do tamanho das partículas mudava de azul para um amarelo cor de banana à medida que aumentava o número de sementes de nuvens; já na primeira execução, o gráfico ficou amarelo
- A adição de apenas 2% de β-cariofileno em volume à mistura dobrou a formação de nuvens e acelerou o crescimento das partículas
- Esse foi o primeiro experimento a mostrar que o sesquiterpeno forma sementes de nuvens
Aerossóis naturais abalam o ponto de referência dos modelos climáticos
- Paquita Zuidema enfatiza que ainda não se sabe exatamente qual era o estado da atmosfera primitiva
- Em regiões densamente povoadas, as emissões antropogênicas dominam a formação de nuvens, mas, em áreas terrestres mais limpas, as substâncias voláteis das plantas se tornam mais importantes
- Só recentemente os equipamentos experimentais se tornaram sensíveis o bastante para entender quais substâncias voláteis mais contribuem para esse processo
- As descobertas relacionadas ao sesquiterpeno aumentaram relativamente nos últimos anos
- Em 2010, pesquisadores detectaram sesquiterpeno perto do solo da floresta amazônica
- Acima do dossel, era mais difícil rastreá-lo, o que sugere que o ozônio estava convertendo sesquiterpeno em aerossóis de sementes de nuvens
- No ano anterior, Dada relatou um sistema semelhante em florestas e turfeiras da Finlândia
- Jiwen Fan considera que os dados sobre sesquiterpeno podem ajudar a explicar melhor os fluxos globais de aerossóis
- Aerossóis produzem um efeito de forçamento radiativo que faz as nuvens refletirem mais do calor que chega à Terra
- Quando há mais aerossóis, as nuvens ficam mais brancas, duram mais e produzem menos chuva
- Vários modelos climáticos vêm superestimando o forçamento de aerossóis antropogênicos, e uma das razões pode ser a subestimação dos aerossóis naturais antes da Revolução Industrial
- Se os aerossóis biogênicos pré-industriais eram mais abundantes do que se esperava, a contribuição gerada pelas emissões industriais passa a ser relativamente menor
Próximos experimentos para modelos mais realistas
- É difícil prever o que esse recálculo significa para as projeções de aquecimento global, porque vários fatores estão interligados
- Estresse térmico, eventos climáticos extremos e secas podem fazer as plantas liberarem mais substâncias voláteis biogênicas, gerando mais sementes de nuvens
- O desmatamento e o estresse térmico estão deslocando a linha das árvores para altitudes e latitudes mais altas, o que afeta onde as nuvens se formam
- Dada chama atenção para o ciclo de retroalimentação em que o clima influencia a formação de nuvens, e as nuvens também influenciam o clima
- Modelos climáticos melhores podem ajudar a prever estratégias de mitigação, como se são necessárias mais ou menos nuvens
- No entanto, como os modelos climáticos exigem enorme poder computacional, não é fácil incluir processos físicos pequenos como os aerossóis das árvores
- A equipe de Dada está realizando novos experimentos no CERN para testar como emissões antropogênicas, como dióxido de enxofre, afetam a capacidade das plantas de gerar sementes de nuvens
- As duas fontes de emissão podem desacelerar ou acelerar uma à outra
- O objetivo é ampliar as conclusões para condições mais próximas não apenas de florestas limpas, mas também da maior parte do mundo, onde várias fontes de emissão se misturam
1 comentários
Comentários do Hacker News
Esse fenômeno é realmente surpreendente. Só recentemente fiquei sabendo que o fenômeno de que árvores chamam a chuva é conhecido, mas ainda não é totalmente compreendido.
A pista mais clara era que, depois do desmatamento, a chuva diminui; por isso, parece que as árvores de fato conseguem produzir chuva.
Antigamente havia a teoria de que a turbulência do ar sobre as florestas induzia a precipitação, e isso ainda pode ser um dos fatores, mas esta explicação é muito mais limpa e fácil de entender.
Eu queria usar esse ponto ao falar de florestas e hidrologia, mas, até onde eu sabia, era apenas correlação, então tinha cautela. Não resolve tudo, mas certamente ajuda a explicar uma ligação causal.
Também é maravilhoso o modo como a evolução funciona. Claro que as árvores chamariam a chuva, dá essa sensação. Fico curioso se outras plantas, como as gramíneas de grandes planícies, também têm suas próprias estratégias para induzir chuva, ou se a estratégia delas é resistir bem a secas extremas.
Mesmo que não seja totalmente compreendido, na agricultura é bem sabido que as árvores aumentam a umidade local e criam microclimas que aumentam a chuva. Por exemplo, plantar árvores de castanhas e nozes em vales.
Parece que a agricultura moderna esqueceu ou ignorou conhecimentos antigos.
Sei com certeza que uma floresta tem cheiro e sensação muito melhores do que uma área desmatada. Gostaria que o USDA e o Forest Service adotassem métodos de exploração madeireira mais sustentáveis, especialmente em terras arrendadas. Hoje, a lógica econômica favorece o corte raso, mas métodos como o dos Menominee, no norte de Wisconsin, parecem melhores.
O livro "climate: a new story", de Charles Eisenstein, é um bom recurso para entender as mudanças climáticas pela perspectiva da destruição dos ecossistemas, em vez de simplesmente como "CO2 ruim". Ele vê a ênfase exclusiva no CO2 como uma distração que obscurece a essência da questão.
A visão convencional é algo como "tempo bom cria mais biomassa", mas a realidade talvez seja "mais biomassa cria tempo bom". Isso porque todos os ecossistemas funcionam como amortecedores químicos e energéticos.
A Wikipedia, em https://en.wikipedia.org/wiki/The_Extended_Phenotype, explica assim:
"Dawkins develops this idea by pointing to the effect that a gene may have on an organism's environment through that organism's behaviour."
Eu me considerava alguém de mente bem aberta, mas a ideia de que árvores liberam substâncias químicas para formar nuvens é muito mais surpreendente do que eu imaginava.
Faz a gente perceber de novo como o mundo natural antes da industrialização era incrível.
Eu queria voltar 300 anos no tempo para sentir o cheiro das florestas e mergulhar sobre recifes de coral intocados.
Isso me deixou mais motivado do que nunca a retomar a jardinagem de guerrilha, plantando árvores em terrenos agrícolas abandonados do meu bairro.
Se você já esteve em uma floresta densa de coníferas, provavelmente viu uma névoa em geral azulada, mas que pode ir do cinza ao roxo. É aquela sensação que se vê em lugares como as Smoky Mountains ou o Pacific Northwest.
Isso acontece por causa dos terpenos e de outros compostos orgânicos voláteis emitidos pelas árvores. Essas substâncias reagem com o ozônio e formam compostos que espalham a luz azul.
Não tenho certeza, mas acredito que essa névoa, junto com certas microestruturas e a densidade da superfície das agulhas das coníferas, tenha um papel na condensação da água. As árvores podem absorver de forma mais direta as gotículas que caem ou a água acumulada na base das agulhas, e a capacidade exata deve variar conforme a espécie.
Essa névoa química também funciona como uma barreira de defesa coletiva contra várias pragas e patógenos. Uma conífera isolada fica mais vulnerável por não ter essa camada de proteção.
A startup Terraformation de Yishan Wong (https://www.terraformation.com/) é uma empresa que tenta enfrentar as mudanças climáticas com base mais ou menos nessa premissa.
A fertilização oceânica com ferro já parece promissora do ponto de vista do albedo, e, se for possível sintetizar com eficiência a proporção adequada de terpenos para induzir nuvens, talvez dê para ganhar tempo.
Venho dizendo há tempos que há muita coisa que não entendemos e não incorporamos nos modelos climáticos, mas sempre levo downvote. Há variáveis complexas e interdependências demais para modelar o clima com precisão.
Quem já construiu até uma simulação simples sabe o quanto ela pode ser frágil. Mesmo sem muitas variáveis, um erro ou omissão minúsculo pode desajustar tudo.
À medida que o número de variáveis aumenta, o efeito não enfraquece; ele se fortalece. Os erros não são diluídos em meio a muitas variáveis corretas, mas amplificados por causa da interdependência.
Simulações são extremamente vulneráveis ao efeito borboleta.
A votação no HN nem sempre capta bem esse tipo de nuance.
É uma área que não conheço bem, então acho interessante; em modelos de simulação complexos e cumulativos, fico curioso sobre como comunicam a faixa de incerteza.
O Canadá enfrentou incêndios florestais recordes em 2023, e agora fico curioso para saber como esse efeito pode crescer como uma bola de neve
Os esforços atuais de reflorestamento não são suficientes e, em geral, são feitos não para restaurar ecossistemas, mas para sustentar futuras atividades de extração de madeira
Achei interessante este artigo dizendo que os incêndios florestais da Austrália tornaram a La Niña dos últimos anos mais forte
Mesmo assim, gostaria que proibissem as pessoas de sair e causar incêndios florestais, como em 2020. Aquele ano foi bom
É impressionante acharmos que entendemos o clima, o fenômeno mais complexo da Terra. Não compreendemos nem metade, mas fingimos saber e até fazemos previsões
Uma previsão do tempo para 5 dias e uma projeção climática são problemas completamente diferentes, e até essa previsão do tempo às vezes se mostra errada
Considerando que a Terra está em seu estado mais quente dos últimos 100 mil anos, acho que isso é uma das melhores previsões da história das geociências
O termo "semeadura" tem dois significados? Eu entendia como espalhar partículas nas nuvens para provocar chuva, mas no artigo parece ser usado no sentido de usar partículas para induzir a formação de nuvens
Vi isso pessoalmente aqui no norte da Califórnia. As florestas costeiras exalam material para nuvens
Quando as condições estão certas, a floresta emite alguma coisa, que imediatamente se condensa em neblina, sobe, vira nuvem e segue para o interior. As árvores em cada crista estão sincronizadas, então a neblina que surge primeiro tem o tamanho da crista e vai ficando maior à medida que sobe
É legal ver esse fenômeno recebendo atenção científica, mas é bem estranho que seja tratado como uma revelação. Se você simplesmente observar a floresta, isso fica muito evidente
Acho que o episódio "What Trees Talk About" de The Nature of Things, da CBC, abordou esse fenômeno e muito mais. Vale a pena assistir
[0] https://www.cbc.ca/natureofthings/episodes/what-trees-talk-a...