Post-glacial carbon stocks in two restricted Patagonian fjord basins (52°S) using acoustic profiles and sediment cores

Profundamente sob a superfície do oceano, nas águas frias e abrigadas do sul da Patagônia, encontra-se um vasto e silencioso arquivo da história recente da Terra. Estes vales subaquáticos, conhecidos como fiordes, atuam como armadilhas naturais para o sedimento. À medida que os rios transportam solo, fragmentos de rocha e matéria orgânica da terra, a água desacelera nestas bacias profundas, permitindo que o material se deposite e se acumule ao longo de milhares de anos. Este processo não é apenas uma curiosidade geológica; é uma parte crítica do ciclo global do carbono. O carbono, o bloco fundamental da vida, fica retido nestas camadas de lama e areia, sendo efetivamente removido da atmosfera onde, de outra forma, poderia contribuir para o aquecimento do planeta. Os cientistas sabem há muito tempo que os fiordes são eficientes no soterramento de carbono, mas têm tido dificuldades em medir exatamente quanto está armazenado ali. A maioria dos estudos anteriores baseou-se na recolha de uma única amostra do topo do fundo do mar ou de um único tubo estreito de lama, tentando depois adivinhar como essa pequena peça representaria toda a bacia. Esta abordagem falha frequentemente em captar o quadro geral, não levando em conta as formas complexas do fundo do mar ou as camadas profundas de sedimento que jazem muito abaixo da superfície.

Para resolver este enigma, uma equipa de investigadores voltou a sua atenção para duas bacias específicas e restritas do sistema de fiordes do sul da Patagônia: Bahía Caribe e Bahía Trampa. Estas são pequenas bolsas de água profundas cercadas por terras íngremes, localizadas numa região dominada por ventos fortes e chuvas intensas. Os investigadores queriam saber a quantidade total de carbono armazenado em toda a coluna de sedimento nestas bacias, desde o topo da superfície do fundo do mar até à base dos depósitos pós-glaciares. Eles sabiam que olhar apenas para a superfície daria um número enganosamente pequeno, por isso conceberam uma forma de ver a história completa. Combinaram dois métodos diferentes: primeiro, utilizaram um dispositivo de sonar especializado para mapear a forma do fundo do mar e do fundo da camada de sedimento, criando um modelo tridimensional do vale oculto. Segundo, recolheram tubos contínuos e longos de sedimento das partes mais profundas destas bacias para analisar a composição química da lama em diferentes profundidades. Ao fundir a forma da bacia com os dados químicos dos testemunhos, puderam calcular o peso total do carbono escondido no solo. Como as camadas de sedimento eram mais profundas do que os testemunhos em algumas áreas, utilizaram modelação estatística para estimar o conteúdo de carbono nas secções mais profundas e não amostradas, com base nos padrões encontrados nas partes mais profundas das suas amostras.

Os resultados revelaram um reservatório de carbono oculto que era muito maior do que as medições de superfície sugeriam. Na bacia maior, Bahía Caribe, a equipa calculou que o sedimento contém aproximadamente 65.100 toneladas de carbono orgânico e 38.000 toneladas de carbono inorgânico. Na bacia menor e mais rasa, Bahía Trampa, o total foi de cerca de 13.400 toneladas de carbono orgânico e 4.600 toneladas de carbono inorgânico. Quando os investigadores compararam estes totais de profundidade total com a quantidade de carbono encontrada em apenas dez centímetros de sedimento no topo, encontraram uma diferença assombrosa. O carbono total armazenado na coluna completa de sedimento era aproximadamente cem vezes maior do que o que seria estimado ao observar apenas a camada superficial. Esta enorme discrepância destaca o quão perigoso é assumir que o topo da lama representa todo o monte; as camadas profundas detêm a grande maioria do carbono armazenado.

Uma descoberta inesperada foi a quantidade significativa de carbono inorgânico encontrada nestas bacias. Enquanto o carbono orgânico provém de seres vivos como plantas e animais, o carbono inorgânico nestes sedimentos provém das conchas de minúsculas criaturas marinhas e de outros fragmentos minerais. Na Bahía Caribe, este carbono inorgânico representava 37 por cento do stock total de carbono, e na Bahía Trampa, correspondia a 25 por cento. Esta é uma distinção crucial porque a forma como o carbono inorgânico é armazenado é diferente da do carbono orgânico. A formação destas conchas minerais liberta, na verdade, uma pequena quantidade de dióxido de carbono para a água circundante, o que significa que, embora este carbono esteja enterrado no sedimento, não atua como uma remoção líquida de dióxido de carbono da atmosfera da mesma forma que a matéria orgânica. Os investigadores observaram que este carbono inorgânico provavelmente provinha das conchas de criaturas como amêijoas e foraminíferos microscópicos que viviam na água, em vez de provir das rochas terrestres, que não contêm minerais de carbonato.

O estudo também lançou luz sobre como a forma da bacia e a profundidade da água influenciam o que é armazenado. A bacia maior e mais profunda, Bahía Caribe, que se liga ao oceano aberto através de um canal mais profundo, continha uma proporção mais elevada de carbono inorgânico em comparação com a bacia menor e mais rasa. Isto sugere que o ambiente marinho na bacia mais profunda era mais favorável para o crescimento de organismos formadores de conchas. Em contraste, a bacia mais rasa era mais influenciada por água doce e escoamento glacial, resultando numa mistura de sedimentos diferente. Os investigadores utilizaram um método estatístico para simular a forma das camadas de sedimento mil vezes para contabilizar a incerteza, garantindo que os seus números finais fossem robustos. Descobriram que, embora não conseguissem ver o fundo absoluto do sedimento em algumas áreas, as camadas que amostraram sugeriam que a densidade de carbono permanecia constante mesmo em grandes profundidades.

Em última análise, este trabalho fornece uma imagem muito mais clara de quanto carbono está escondido nos fiordes da Patagônia. Demonstra que confiar apenas em amostras de superfície subestima vastamente a verdadeira capacidade de armazenamento destes vales subaquáticos. A quantidade total de carbono nestas duas bacias é comparável ao carbono armazenado nas turfeiras da região, que são famosas pela sua capacidade de reter carbono. No entanto, o estudo também alerta que nem todo o carbono no sedimento é igual; a parte inorgânica, embora substancial, desempenha um papel diferente no sistema climático do que a parte orgânica. Ao mapear a profundidade total destas bacias, os investigadores forneceram um cálculo mais preciso do orçamento de carbono da Terra, mostrando que as camadas profundas e silenciosas dos fiordes estão a guardar uma parte significativa, e anteriormente negligenciada, do carbono do planeta. Esta compreensão é essencial para prever com precisão como o clima da Terra responderá a mudanças no futuro, à medida que estes arquivos subaquáticos continuam a crescer e a mudar com as marés e o gelo.