este história foi publicado originalmente por Undark e é reproduzido aqui como parte do Climate Desk colaboração.

Bob Marra navegou até o fundo de um celeiro empoeirado em Hamden, Connecticut, pertencente à Estação Experimental Agrícola do estado. Lá, pilhas passadas de colméias vazias, em uma parede de prateleiras de metal, eram pilhas de discos de madeira – tudo o que resta de 39 árvores derrubadas em 2014 de Great Mountain Forest, no canto noroeste do estado.

Essas seções transversais dos troncos das árvores, conhecidas como discos-tronco – ou mais informalmente como cookies – estão contando uma história potencialmente preocupante sobre a capacidade das florestas serem coberturas críticas contra a aceleração das mudanças climáticas. Como quem segue os incêndios queima na floresta amazônica Agora, as árvores desempenham um papel importante ajudando a compensar o aquecimento global, armazenando carbono do dióxido de carbono atmosférico – um dos principais contribuintes para o aumento da temperatura – em madeira, folhas e raízes. Atualmente, o nível mundial de CO2 está em média acima de 400 partes por milhão – a quantia mais alta de longe nos últimos 800.000 anos.

Mas Marra, um patologista florestal da Estação Experimental com doutorado em patologia de plantas da Universidade de Cornell, documentou ao estudar suas árvores caídas que a deterioração interna tem a capacidade de reduzir significativamente a quantidade de carbono armazenada.

Dele pesquisa, publicado na Environmental Research Letters no final do ano passado e financiado pela National Science Foundation, focado em uma técnica para ver dentro das árvores – um tipo de tomografia conhecida como tomografia (o "T" na tomografia computadorizada). Essa tomografia específica foi desenvolvida para uso de arboristas na detecção de decomposição em árvores urbanas e suburbanas, principalmente para fins de segurança. Marra, no entanto, pode ser a primeira a implantá-lo para medir o teor de carbono e a perda associada à deterioração interna. Onde há deterioração, há menos carbono, ele explica, e onde há uma cavidade, não há carbono.

"O que estamos sugerindo é que a deterioração interna das árvores simplesmente não foi devidamente explicada", diz Marra.

Esta seção de tronco de árvore, ou cookie, mostra uma grande cavidade no centro. Marra argumenta que os métodos tradicionais podem perder essa deterioração e, portanto, superestimar o quanto as florestas contribuirão para o armazenamento de carbono. Jan Ellen Spiegel

Embora a primeira rodada de sua pesquisa tenha sido uma prova de conceito que exigia a destruição de 39 árvores para mostrar que a tomografia é precisa, seu objetivo final é uma técnica não destrutiva para permitir melhores avaliações do seqüestro de carbono do que as realizadas anualmente pela Serviço Florestal dos EUA. Debaixo de Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, ratificado em 1994, os governos são obrigados a relatar estimativas anuais das reservas de carbono em todas as suas terras gerenciadas. Os números mais recentes do Serviço Florestal mostram que as florestas dos EUA compensam cerca de 14% das emissões de carbono do país a cada ano.

O Serviço Florestal estima que o carbono compõe de 48 a 50% da biomassa de uma árvore, portanto, as que estão em decomposição serão menos densas e, portanto, reterão menos carbono. Mas Marra sustenta que os sinais visuais monitorados pelo Serviço Florestal, como copa e tamanho das árvores, juntamente com problemas conspícuos, como lesões ou câncer, não refletem com precisão a deterioração interna – uma árvore que parece saudável pode ter deterioração e uma que aparece problemático pode ser bom por dentro.

Além disso, ele diz, os silvicultores geralmente usam um martelo para martelar uma árvore e registrar um som que pode indicar que ela é oca. "Você sabe que pode haver um buraco, mas não sabe o tamanho do buraco", diz Marra. Como resultado, ele acredita que os dados da linha de base do governo usados ​​para estimar o armazenamento de carbono não são precisos.

"Existem várias maneiras de melhorar nossas estimativas de carbono sendo armazenado acima do solo nas florestas, e esse componente de decaimento certamente pode ser importante", diz Andrew Reinmann, ecologista e biogeoquímico da Pesquisa em Ciência Avançada da Universidade da Cidade de Nova York Centro. Mas ele acrescentou: "Na verdade, ainda não tínhamos tecnologia para explorar isso – ainda é um pouco desconhecido".


Marra usou um sistema de dois estágios para sua pesquisa: a tomografia sonora, que envia ondas sonoras pela árvore, seguida pela tomografia de resistência elétrica, que transmite uma corrente elétrica. Ambos os processos são necessários para ajustar as leituras um do outro.

O sistema, que custa cerca de US $ 25.000 e cabe em uma mochila, é barato e pequeno para os padrões de equipamentos científicos. Cada leitura não leva mais que alguns minutos e as renderizações visuais computadorizadas dos resultados aparecem instantaneamente.

Marra usa um tipo de tomografia conhecida como tomografia para medir o armazenamento e a decomposição do carbono nas árvores. Jan Ellen Spiegel

Marra experimentou três madeiras do norte – bordo de açúcar, bétula amarela e faia americana – e incluiu mais de duas dúzias de cada uma, juntamente com algumas árvores de controle sem deterioração. Os pesquisadores analisaram o tronco inferior – os dois primeiros metros mais ou menos – de cada árvore, que é a parte mais antiga e mais próxima do solo, de onde viriam a maioria dos fungos causadores de decomposição.

Cerca de uma dúzia de pregos foram batidos em círculo em volta do tronco e conectados por cabos ao tomógrafo; um martelo sônico ativou o sistema para obter medições de ondas sonoras.

Para a tomografia de resistência elétrica, um segundo conjunto de pregos foi martelado entre o primeiro e eletrodos – mais e menos – foram conectados a cada um.

As várias áreas das unhas foram pintadas em cores diferentes para permitir que as representações do computador fossem alinhadas posteriormente com as fotos dos biscoitos após o corte das árvores.

Os biscoitos, com cerca de 10 cm de espessura e que Marra chamou de “verdade”, foram retirados apenas de onde as medições foram feitas – as áreas com as marcas de tinta.

Ele analisou 105 biscoitos das 39 árvores derrubadas. Nos 11 casos em que a tomografia não encontrou deterioração, os biscoitos revelaram apenas uma pequena cavidade. Nos 32 casos em que foi detectada deterioração incipiente ou precoce, os cookies mostraram uma cavidade adicional. Os cookies confirmaram os resultados da tomografia em 36 casos em que foi encontrado decaimento ativo, embora oito pequenas cavidades também tenham sido detectadas. A tomografia identificou corretamente as cavidades nos 26 cookies restantes, o que significa que faltou um total de 10 cavidades entre os 105 cookies.

“Uma coisa para mitigar esse fracasso, se você quiser chamar assim – essas são cavidades muito pequenas”, diz Marra sobre as que a tomografia perdeu. "Então eles teriam muito pouco impacto no orçamento de carbono".

Marra prepara uma árvore para escanear com eletrodos e um tomógrafo. Jan Ellen Spiegel

Então veio o processo demorado de medir a quantidade real de carbono em cada árvore. Depois de secar ao ar livre os biscoitos por um ano, a madeira de 500 buracos foi enviada a um laboratório de cromatografia em fase gasosa da Universidade de Massachusetts para determinar os níveis de carbono.

Os resultados da tomografia e do laboratório foram então combinados para calcular a quantidade de carbono armazenada nos furos inferiores e para contrastar com os níveis se as árvores tivessem sido madeira maciça. Esses cálculos levaram até 2017 para serem concluídos.

"Você está observando uma perda de carbono entre 19% e 34%" em busca de uma árvore em decomposição ativa entre os estudados, diz Marra. "Mas em qualquer lugar em que haja uma cavidade, você perdeu todo o seu carbono".


O resultado de seus cinco anos de pesquisa, diz Marra, é que leituras tomográficas precisas são possíveis em apenas alguns minutos. "E o que nossa tomografia nos diz é o conteúdo de carbono", diz ele.

Ao mesmo tempo, Marra está ciente de que a tomografia não é um substituto prático para o sistema de estimativa de carbono do Serviço Florestal – que por si só é um trabalho árduo e trabalhoso. Mas poderia fornecer uma maneira valiosa de aumentar essas estimativas.

"Esses são resultados muito, muito impressionantes", diz Kevin Griffin, fisiologista de árvores da Universidade de Columbia e seu Observatório da Terra de Lamont-Doherty. "Eles obviamente obtiveram muita precisão nas técnicas".

“Os resultados são importantes”, acrescenta ele, “mas se a deterioração interna das árvores é a questão mais importante? Provavelmente não. Provavelmente, há peixes maiores para fritar antes de chegarmos lá. "

Entre eles, ele diz estão as taxas de crescimento da floresta e a saúde e a idade geral das árvores, bem como o impacto da colheita e outros tipos de perdas, incluindo doenças.

A arquitetura e a altura de uma árvore também podem desempenhar um grande papel no seqüestro de carbono, diz Reinmann, do Centro de Pesquisa em Ciências Avançadas da City University de Nova York, assim como a composição da paisagem da floresta. Sua própria pesquisa, por exemplo, descobriu que as árvores crescem mais rapidamente e têm mais biomassa à beira de florestas fragmentadas.

"Acho que eles estão convencidos de que provavelmente estamos superestimando" os níveis de armazenamento de carbono, diz Aaron Weiskittel, diretor do Centro de Pesquisa em Florestas Sustentáveis ​​da Universidade do Maine.

Mesmo assim, Weiskittel e outros – incluindo Marra – afirmam que a pesquisa precisa ser ampliada para muitos outros tipos de árvores e florestas completas. Marra, por sua vez, gostaria de amostrar florestas aleatoriamente com muito mais árvores e controlar fatores como espécies, idade e características do solo.

O objetivo, diz ele, é desenvolver uma metodologia para gerar dados para fornecer melhores estimativas de carbono para mais de três tipos de árvores em uma pequena parte do país.

"Precisamos usar a tomografia para refinar modelos, para avaliar com mais precisão o papel que as florestas estão desempenhando como sequestradores ou mitigadores das mudanças climáticas", diz Marra. "Não queremos superestimar os papéis que eles desempenham".



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