Como o Lago Baldegg remove azoto e porque o aquecimento ameaça a mistura invernal

O senso comum dita que um lago mais quente deveria ser também um lago mais activo. Temperaturas mais elevadas aceleram os microrganismos que degradam poluentes.

Seguindo essa lógica, um lago que aquece mais depressa deveria, em teoria, conseguir limpar-se mais rapidamente. É uma suposição plausível - mas, afinal, não é correcta.

Ao acompanhar um lago suíço, investigadores concluíram que a maior parte do trabalho de “limpeza” acontece nos meses frios, e não no verão. E o aquecimento global tende a enfraquecer precisamente a estação que mais contribui para esse serviço.

Uma equipa de limpeza escondida

Aqui, o poluente em causa é o azoto, arrastado para a água a partir de campos agrícolas e das ruas das cidades. Em excesso, este elemento desequilibra os ecossistemas aquáticos. Os lagos conseguem contrariar parte desse impacto - com a ajuda de microrganismos que vivem no lodo do fundo.

Esses micróbios separam o azoto dissolvido e convertem-no em gás azoto inofensivo - o mesmo gás que constitui a maior parte do ar que respiramos. O gás forma bolhas e acaba por se libertar para a atmosfera. A este processo, os cientistas chamam desnitrificação.

E não se trata de um detalhe: cerca de um quinto do azoto 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 de investigação da água Eawag.

O processo de auto-limpeza nos lagos: o Lago Baldegg

Para local de estudo, a equipa seleccionou 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-se de cima a baixo apenas uma vez por ano - durante a estação fria.

Ao longo da maior parte do ano, a água mantém-se estratificada: uma camada superior mais quente e outra inferior mais fria, com pouca troca entre si. No inverno, a superfície arrefece e o lago acaba por “virar”, misturando-se por completo.

Foi essa mistura de inverno que se revelou decisiva para a depuração. Nos meses de agitação e circulação, o lago eliminou azoto quase 50% mais depressa do que nos dias calmos do verão. Foi no inverno que ocorreu a maior fatia do trabalho.

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

A investigação indica que o aquecimento já está a deslocar esse ritmo anual, tirando-o do calendário a que o sistema estava habituado.

Micróbios que trabalham em conjunto

O motivo para este pico de actividade no inverno não era óbvio. Quantificar o aumento foi relativamente simples; justificar o porquê revelou-se bem mais difícil.

Ainda assim, a equipa identificou uma parceria provável no sedimento que ajuda a sustentar a limpeza.

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

Um primeiro grupo de bactérias parece alimentar-se dessa quitina e degradá-la. Os produtos dessa decomposição, ao que tudo indica, servem de combustível a um segundo grupo - os microrganismos responsáveis pela desnitrificação, que concluem a remoção do azoto.

Até agora, este tipo de “trabalho em equipa” não tinha sido descrito.

Medir o invisível

Observar microrganismos a retirar azoto de um lago inteiro é um desafio. O gás produzido escapa-se para o ar e deixa poucos sinais directos para medir.

Para contornar isso, a equipa recorreu a uma forma de azoto marcada e rastreável, acompanhando o seu percurso através do sedimento.

Ao verificar que parte desse azoto marcado se transformava em gás, conseguiram medir directamente a limpeza. Em seguida, construíram um modelo informático do lago completo para confirmar se as amostras locais representavam o funcionamento do sistema no seu todo.

Representavam. Os resultados observados e o modelo coincidiram. E, de forma consistente, os valores apontaram para o inverno como o período mais intenso do ano.

Lagos que perdem o seu tempo de limpeza

Com um modelo funcional, a equipa procurou perceber o que aconteceria num futuro mais quente. Testaram um cenário de pior caso, com emissões elevadas durante décadas, e observaram como as estações do lago se alongariam ou encurtariam.

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 azoto caiu aproximadamente um décimo. À primeira vista, pode parecer pouco - mas o efeito multiplica-se.

Em milhares de lagos que se misturam anualmente, uma redução pequena na duração da “época de limpeza” altera a quantidade de azoto que permanece no sistema, em vez de seguir viagem para jusante.

E esta tendência não é apenas teórica: estudos mostram que, um pouco por todo o mundo, os lagos já estão a aquecer e a misturar-se menos à medida que o clima continua a aquecer.

Os problemas continuam a jusante

O azoto que o lago não consegue remover não desaparece por magia. É transportado pelos rios em direcção ao litoral, levando consigo uma carga que o lago deveria ter ajudado a aliviar.

No mar, esse azoto adicional alimenta florações explosivas de algas. Quando as algas morrem e se decompõem, consomem o oxigénio da água, criando áreas sufocadas - as chamadas zonas mortas - onde quase nada sobrevive.

Estas zonas pobres em oxigénio já marcam várias linhas costeiras perto de grandes fozes fluviais. Um lago que deixa passar mais azoto agrava a pressão, ligando uma mudança silenciosa num lago suíço a impactos em águas oceânicas distantes.

O que vem a seguir

Antes deste trabalho, sabia-se que os lagos removem azoto da água. O que não estava demonstrado com esta clareza era a dependência tão marcada de uma estação específica.

Agora existem provas sólidas de que a mistura invernal faz a maior parte desse trabalho - e de que o aquecimento irá estreitar essa janela.

Isto também altera o que vale a pena vigiar: gestores de recursos hídricos podem encarar a duração da mistura de inverno como um indicador a proteger, e modelos globais de azoto podem incorporar um ritmo sazonal que antes não era devidamente 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 azoto.

Se isso acontecer, um lago mais quente poderá agravar o clima ao mesmo tempo que o aquecimento enfraquece a sua capacidade de limpeza - um ciclo que importa compreender.