As plantas deixaram de prosperar quando a Terra aqueceu há 56 milhões de anos.

Há cerca de 56 milhões de anos, o planeta entrou subitamente numa fase de aquecimento intenso. Num intervalo aproximado de 5.000 anos, a quantidade de carbono na atmosfera aumentou de forma acentuada e a temperatura média global subiu cerca de 6 °C.

Resultados recentes que publicámos na revista Comunicações da Natureza mostram que este salto térmico teve uma consequência decisiva: muitas plantas, em várias regiões do mundo, deixaram de conseguir prosperar. Ao crescerem menos e ao acumularem menos biomassa, retiraram menos carbono da atmosfera, o que pode ajudar a explicar outro traço marcante desta onda de calor pré-histórica - a sua duração invulgarmente longa, superior a 100.000 anos.

A comparação com o presente é inquietante: hoje, a Terra está a aquecer a um ritmo cerca de dez vezes mais rápido do que naquele período, o que pode reduzir ainda mais a margem de manobra para as plantas actuais se adaptarem.

Voltar atrás 56 milhões de anos: o Máximo Térmico do Paleoceno–Eoceno (PETM) e o sequestro de carbono

As plantas contribuem para estabilizar o clima através do sequestro de carbono. Em termos simples, captam dióxido de carbono durante a fotossíntese e guardam-no nas folhas, na madeira e nas raízes; parte desse carbono acaba também por ficar armazenado nos solos.

Quando o aquecimento global é rápido e abrupto, esta função reguladora pode ficar temporariamente comprometida - não por falta de “carbono” no sistema, mas porque a vegetação pode não conseguir reorganizar-se e manter a produtividade.

Estudar a resposta da vegetação ao grande evento de aquecimento de há 56 milhões de anos - formalmente conhecido como Máximo Térmico do Paleoceno–Eoceno (PETM) - é particularmente exigente, porque depende de reconstruções indirectas do passado.

Para enfrentar esse desafio, desenvolvemos um modelo informático que simula evolução das plantas, dispersão e ciclo do carbono. Depois, cruzámos os resultados do modelo com dados de pólen fóssil e com características das plantas recolhidas em três locais, de forma a reconstituir mudanças na vegetação ao longo do aquecimento (por exemplo, altura, massa foliar e caducidade).

As três áreas analisadas foram: - a Bacia de Bighorn, nos Estados Unidos da América; - o Mar do Norte; - a região do Círculo Polar Árctico.

Optámos por dar especial destaque ao pólen fóssil por várias razões complementares: é produzido em enormes quantidades, pode ser transportado a longas distâncias por correntes de ar e de água e tem uma estrutura resistente que dificulta a degradação, favorecendo a sua preservação em formações geológicas antigas.

Além disso, a combinação entre pólen, traços funcionais das plantas e indicadores de solos fósseis permite inferir não só “quem” estava presente, mas também “como” a vegetação funcionava - isto é, a sua capacidade de armazenar carbono na biomassa e no solo.

Mudança na vegetação durante o PETM: produtividade e sequestro de carbono em jogo

Nos locais de latitude média, incluindo a Bacia de Bighorn - um vale profundo e extenso no meio das Montanhas Rochosas setentrionais - os registos apontam para uma vegetação com menor capacidade de contribuir para a regulação climática.

Os dados de pólen indicam uma transição para plantas de menor porte, como palmeiras e fetos. Em paralelo, aumentou a massa foliar por área (um indicador da densidade e espessura das folhas), ao mesmo tempo que as árvores caducifólias se tornaram menos comuns. Os solos fósseis sugerem ainda uma descida dos níveis de carbono orgânico do solo.

Em conjunto, estes sinais são compatíveis com uma paisagem onde plantas mais pequenas e mais resistentes à secura - incluindo palmeiras - conseguiram acompanhar o aquecimento. Contudo, essa substituição esteve associada a uma menor capacidade de armazenar carbono tanto na biomassa como nos solos.

Já no local de alta latitude no Árctico, o padrão foi diferente: após o aquecimento, observou-se um aumento da altura da vegetação e da biomassa. O pólen revela a substituição de florestas de coníferas por grupos de pântano de folha larga, ao mesmo tempo que algumas plantas de carácter subtropical, como palmeiras, continuaram a ocorrer.

Tanto o modelo como os dados indicam que, em regiões de alta latitude, a vegetação conseguiu adaptar-se ao clima mais quente e até aumentar a produtividade - isto é, intensificar a captura e o armazenamento de dióxido de carbono.

Uma interpretação coerente é que o aquecimento alterou o “mapa” de limitações ecológicas: enquanto algumas áreas passaram a ficar mais condicionadas por stress hídrico e por mudanças na estrutura das comunidades, outras beneficiaram de condições que favoreceram o crescimento, como épocas de crescimento mais longas.

Um vislumbre do futuro: limites de adaptação e duração do aquecimento

A perturbação da vegetação durante o PETM poderá ter reduzido o sequestro de carbono em terra firme durante cerca de 70.000 a 100.000 anos, devido à menor capacidade conjunta de vegetação e solos para capturar e reter carbono.

Os nossos resultados sugerem que comunidades vegetais com maior capacidade de regular o clima demoraram muito tempo a restabelecer-se, e essa recuperação lenta terá contribuído para prolongar o próprio episódio de aquecimento.

Durante o PETM, um aquecimento global superior a 4 °C ultrapassou a capacidade de adaptação da vegetação de latitudes médias. No presente, o aquecimento de origem humana está a ocorrer dez vezes mais depressa, reduzindo ainda mais o tempo disponível para migração, reorganização de ecossistemas e adaptação.

Um aspecto adicional a considerar é que a capacidade de sequestro de carbono não depende apenas de “mais plantas”, mas também do tipo de vegetação e do funcionamento dos solos: mudanças na composição (por exemplo, de árvores para plantas de menor porte) podem diminuir o armazenamento de carbono mesmo quando há cobertura vegetal.

Também é relevante lembrar que o sequestro de carbono terrestre interage com outros processos do sistema climático. Se a vegetação enfraquece a sua função de captura de carbono durante um aquecimento rápido, isso pode reforçar o aumento de CO₂ atmosférico, criando um mecanismo de retroacção que ajuda a manter o planeta quente por mais tempo.

O que aconteceu na Terra há 56 milhões de anos sublinha a importância de compreender até que ponto os sistemas biológicos conseguem acompanhar mudanças climáticas rápidas e manter um sequestro de carbono eficiente.

Vera Korasidis, docente de Geociência Ambiental, Universidade de Melbourne, e Julian Rogger, investigador associado sénior, Escola de Ciências Geográficas, Universidade de Bristol

Este artigo é republicado de A Conversa ao abrigo de uma licença Bens Comuns Criativos. Leia o artigo original.