Lago Baldegg: a limpeza do nitrogénio acontece no inverno - e o aquecimento ameaça-a

O senso comum diria que um lago mais quente deveria ser um lago mais activo. Temperaturas mais elevadas aceleram os micróbios que degradam poluentes.

Seguindo essa lógica, um lago que aquece mais depressa também deveria, em teoria, limpar-se mais rapidamente. Parece uma suposição sensata - mas é uma suposição errada.

Ao acompanhar de perto um lago na Suíça, investigadores descobriram que grande parte do trabalho de “auto-limpeza” acontece nos meses frios, e não no verão - e que o aquecimento tende a enfraquecer precisamente a estação que mais contribui para esse processo.

Uma equipa de limpeza invisível

O poluente em causa é o nitrogénio, arrastado para a água a partir de campos agrícolas e de ruas urbanas. Em excesso, desregula os ecossistemas aquáticos. Os lagos conseguem contrariar parte desse impacto, com a ajuda de micróbios que vivem na lama do fundo.

Esses micróbios separam o nitrogénio dissolvido e convertem-no em gás azoto inofensivo - o mesmo gás que constitui a maior parte do ar que respiramos. O gás sobe em bolhas e desaparece. Os cientistas chamam a este processo desnitrificação.

E não é um detalhe: cerca de um quinto do nitrogénio removido pelas águas interiores passa por este mecanismo.

O projecto foi liderado pelo cientista ambiental Cameron M. Callbeck, da Universidade de Basileia, em colaboração com o instituto suíço da água Eawag.

O processo de auto-limpeza nos lagos

Como local de estudo, a equipa escolheu o Lago Baldegg, um lago rico em nutrientes com cerca de 5,2 km², na Suíça central. Tal como muitos lagos de clima frio, mistura as suas águas de cima a baixo apenas uma vez por ano - durante os meses frios.

Durante a maior parte do ano, o lago mantém-se estratificado: água mais quente à superfície, água mais fria em profundidade, com pouca troca entre camadas. Depois, o arrefecimento de inverno baixa a temperatura da superfície e o lago “vira”, misturando-se por completo.

Foi essa mistura invernal que se revelou determinante para a depuração. Nos meses de maior turbulência, o lago removeu nitrogénio quase 50 por cento mais depressa do que nos dias calmos de verão. O inverno foi quem fez o trabalho mais pesado.

“A capacidade dos lagos para remover nitrogénio da água depende fortemente da estação do ano. E isto está a ser alterado pelas alterações climáticas”, disse Callbeck.

E há evidência de que o aquecimento já está a deslocar esse ritmo anual do seu calendário habitual.

Micróbios que trabalham em equipa

O motivo para o pico de inverno não era óbvio. Medir o aumento era relativamente simples; explicar a sua causa foi bem mais difícil.

Ainda assim, a equipa identificou uma colaboração provável na lama do fundo que poderá alimentar essa limpeza.

O ponto de partida é a quitina, um material resistente presente nas carapaças de pequenos organismos do lago e também no revestimento de algas mortas. À medida que estes restos afundam, acumulam-se no leito, formando uma reserva de matéria rica em carbono.

Tudo indica que um primeiro grupo de bactérias se alimenta dessa quitina e a decompõe. Os subprodutos desse processo parecem, por sua vez, sustentar um segundo grupo - os micróbios que executam a desnitrificação e concluem a remoção do nitrogénio.

Até aqui, ninguém tinha descrito este tipo de “trabalho de equipa”.

Medir o que não se vê

Observar micróbios a remover nitrogénio à escala de um lago inteiro é complicado. O gás que produzem escapa para a atmosfera, deixando poucos sinais directos para quantificar.

Para contornar isso, os investigadores usaram uma forma marcada e rastreável de nitrogénio e acompanharam o seu percurso através do sedimento.

Ao medir quanto desse nitrogénio acabava convertido em gás, conseguiram quantificar a limpeza de forma directa. Em seguida, criaram um modelo computacional do lago inteiro para confirmar se as amostras locais representavam o comportamento global.

Confirmaram. As medições e o modelo coincidiram - e os resultados apontaram, repetidamente, o inverno como o período mais intenso do ano.

Lagos que perdem o seu tempo de limpeza

Com o modelo funcional, a equipa avançou para a pergunta seguinte: o que acontece num futuro mais quente? Simularam um cenário de pior caso, com emissões elevadas durante décadas, e observaram como as estações do lago se alongavam e encolhiam.

Nesse cenário, a janela de mistura invernal encolheu cerca de 27 dias. Quase um mês do melhor período de depuração do lago, perdido.

A remoção de nitrogénio caiu aproximadamente um décimo. Pode parecer pouco, mas o efeito acumula.

Em milhares de lagos que se misturam anualmente, um pequeno corte na época de limpeza altera a quantidade de nitrogénio que permanece no sistema em vez de seguir viagem para jusante.

E não se trata de mera hipótese. Estudos indicam que, em todo o mundo, os lagos já estão a aquecer e a misturar-se menos, à medida que o clima continua a aquecer.

Os problemas seguem para jusante

O nitrogénio que o lago não consegue remover não desaparece por magia. Segue pelos rios até à costa, transportando um fardo que o lago deveria aliviar.

No mar, esse nitrogénio extra alimenta proliferações explosivas de algas. Quando as algas morrem e se decompõem, consomem o oxigénio dissolvido, criando áreas sufocadas - as chamadas zonas mortas - onde quase nada sobrevive.

Estas regiões pobres em oxigénio já marcam várias linhas costeiras perto das fozes de grandes rios. Um lago que deixa passar mais nitrogénio aumenta essa pressão, ligando uma mudança discreta num lago suíço a impactos em águas oceânicas distantes.

O que vem a seguir

Antes deste trabalho, sabia-se que os lagos removem nitrogénio da água. Mas ninguém tinha associado essa função de forma tão clara a uma única estação.

Agora há evidência sólida de que a mistura de inverno faz a maior parte do serviço - e que o aquecimento vai estreitar essa janela.

Isso também muda o que é possível monitorizar. Gestores de recursos hídricos podem encarar a duração da época de mistura invernal como um indicador que vale a pena proteger, e modelos globais de nitrogénio podem incorporar um ritmo sazonal que antes não era considerado.

A próxima questão da equipa é perceber se estes mesmos processos também libertam óxido nitroso, um potente gás com efeito de estufa associado ao nitrogénio.

Se assim for, um lago em aquecimento poderá agravar o clima ao mesmo tempo que o aquecimento enfraquece a sua capacidade de limpeza - um ciclo que importa compreender.