Como a poluição atmosférica molda o orçamento do metano
"A atmosfera é um sistema químico altamente não linear e complexo"
Uma colaboração internacional de investigação, que inclui cientistas do Instituto de Sistemas Climáticos e Energéticos - Estratosfera do Forschungszentrum Jülich, na Alemanha, revelou como os poluentes atmosféricos, como o monóxido de carbono, o ozono e os óxidos de azoto, influenciam a decomposição natural do metano na atmosfera. O estudo, publicado na revista Nature, destaca a forma como as alterações na poluição atmosférica alteram os principais processos químicos que determinam o tempo de vida do metano - um potente gás com efeito de estufa.
O metano é um dos gases com efeito de estufa mais potentes, contribuindo significativamente para o aquecimento global. Afecta igualmente a formação de outras substâncias relevantes para o clima, como o ozono e o vapor de água, em especial na estratosfera. No entanto, a vida atmosférica do metano depende não só da quantidade emitida, mas também da eficiência com que é removido.
Radicais OH - moléculas minúsculas, impacto poderoso
No centro deste processo de remoção está o radical hidroxilo (OH) - uma molécula altamente reactiva responsável pela remoção de cerca de 90% do metano na baixa atmosfera. A disponibilidade do OH depende, no entanto, de um complexo equilíbrio químico. Por exemplo, poluentes como o monóxido de carbono (CO) e o próprio metano podem suprimir a formação de OH, enquanto o ozono (O₃), o vapor de água (H₂O) e os óxidos de azoto (NOₓ) tendem a aumentar as concentrações de OH.
"A atmosfera é um sistema químico altamente não linear e complexo", diz a Dra. Michaela Hegglin, do Instituto de Sistemas Climáticos e Energéticos do Forschungszentrum Jülich, que contribuiu para o estudo. "Mesmo pequenas alterações na sua composição podem ter um grande impacto na duração da persistência do metano".
A qualidade do ar altera a remoção do metano - mesmo a curto prazo
Utilizando uma combinação de observações atmosféricas e dados de modelização, a equipa de investigação analisou a forma como a alteração dos níveis de poluentes influenciou as concentrações de OH de 2005 a 2021. Os seus resultados mostram que a diminuição das emissões de monóxido de carbono - por exemplo, devido a tecnologias de combustão mais limpas - aumentou a decomposição do metano. Ao mesmo tempo, o aumento do ozono e do vapor de água também aumentou os níveis de OH. No total, estas alterações reforçaram o sumidouro global de metano em 1,3 a 2,0 teragramas por ano - um aumento de 10 a 20%.
Mas a tendência não é linear. Eventos como os incêndios florestais generalizados ou a pandemia de COVID-19 provocaram quedas acentuadas nos níveis de OH. Por exemplo, durante a pandemia, as emissões de NOₓ caíram rapidamente devido à redução da atividade humana, levando a níveis mais baixos de ozônio e, por sua vez, a um sumidouro de metano mais fraco. Como resultado, o metano acumulou-se na atmosfera mais rapidamente.
Ligar o controlo da poluição atmosférica à ação climática
O estudo destaca uma ligação crucial: os poluentes atmosféricos não só prejudicam a saúde humana e os ecossistemas, como também determinam a quantidade de metano que a atmosfera retém. Isto cria um desafio para a política: embora a redução dos precursores do ozono melhore a qualidade do ar, pode involuntariamente abrandar a remoção do metano.
Para evitar essas consequências indesejadas, os investigadores defendem que as ligações entre a qualidade do ar e a remoção do metano devem ser consideradas nas estratégias climáticas. Este aspeto é especialmente relevante nas regiões tropicais, onde o ozono e o vapor de água desempenham um papel extraordinário no aumento dos níveis de OH.
As próprias alterações climáticas influenciam este sistema de formas opostas: por um lado, o aumento das temperaturas conduz a um aumento do vapor de água, que promove a decomposição do metano. Por outro lado, o aumento dos incêndios florestais - resultado das alterações climáticas - aumenta as emissões de monóxido de carbono, que, por sua vez, suprimem os níveis de OH e atrasam a remoção do metano.
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