Crostas biológicas do solo para reverter a desertificação

As crostas biológicas do solo - camadas finas e vivas de organismos que se desenvolvem sobre o solo desértico - podem ser cultivadas artificialmente para ajudar a impedir o avanço dos desertos. Por isso, elas são frequentemente descritas como a “pele viva” do deserto.

Na natureza, essas crostas costumam se formar em três etapas principais: começam com cianobactérias mais simples, avançam para líquenes e, por fim, chegam a um estágio maduro em que o musgo domina.

Agora, cientistas criaram um sistema com potencial para reverter a desertificação, transformando areia em solo fértil.

A estratégia usa microrganismos cultivados em laboratório para unir a areia solta do deserto em uma camada fina e estável, que o vento não consegue carregar com facilidade.

Com uma superfície mais resistente, equipes de restauração ganham tempo para plantar arbustos e gramíneas antes que ventos fortes e o calor do deserto eliminem plantas jovens.

Crosta biológica do solo

Sobre quadrículas de palha instaladas no noroeste da China, um filme escuro se espalhou pela areia tratada e permaneceu no lugar mesmo após tempestades sazonais de poeira.

Ao acompanhar essas parcelas em períodos de calor, geada e variações extremas, a Academia Chinesa de Ciências (CAS) registrou a rapidez com que esse filme se consolidava.

Em testes perto do Deserto de Taklamakan, em Xinjiang, no noroeste da China, as equipes da CAS observaram as crostas do solo estabilizarem a areia em 10 a 16 meses.

Apesar da velocidade, os planejadores priorizaram primeiro a construção dessa base do solo, para que as plantas introduzidas depois consigam sobreviver sem a necessidade de replantio constante.

Cianobactérias e crosta do solo

Muito antes de existirem florestas, as cianobactérias - bactérias que obtêm energia da luz e prosperam em ambientes hostis - provavelmente surgiram há cerca de 3,5 bilhões de anos.

Aproveitando a luz solar e o ar, muitas linhagens capturam dióxido de carbono para dentro das células e liberam o excedente na forma de matéria orgânica simples.

Em solos desérticos pobres em fertilizante, algumas espécies também fazem fixação de nitrogénio, convertendo o gás nitrogénio em nutrientes disponíveis para a comunidade microbiana da crosta.

Quando se estabelecem, essa camada viva passa a unir grãos soltos e oferece um primeiro “ponto de apoio” para que as plantas iniciais consigam enraizar melhor.

Açúcares pegajosos unem a areia

Ao microscópio, as crostas biológicas do solo - camadas vivas finas na superfície - revelam uma malha de filamentos bacterianos envolvendo os grãos de areia.

Para manter essa malha coesa, as células exsudam açúcares pegajosos entre os grãos; com o tempo, essas substâncias endurecem e formam uma película fina e integrada.

Na prática, a crosta funciona como um tipo de cola: prende os grãos de areia uns aos outros e ajuda a dificultar o estabelecimento de plantas invasoras.

Pisoteio, pneus e rastelos usados com força podem romper essa superfície; por isso, criar crostas em grande escala também exige proteção contínua no longo prazo.

O carbono começa a acumular

Ao longo do primeiro ano, a superfície tratada passou a reter nutrientes perto dos primeiros 2,5 cm do solo, em vez de deixá-los serem levados pelo vento na forma de poeira.

Com a mistura de poeira mineral transportada pelo ar, células mortas e açúcares liberados deram origem a matéria orgânica, que ajudou a reter nitrogénio e fósforo.

À medida que os nutrientes se concentraram, mais microrganismos conseguiram utilizá-los como alimento, e a comunidade da crosta ficou menos suscetível a perturbações.

Para plântulas, essa mudança criou um ponto de partida melhor, embora a sobrevivência ainda dependesse de a chuva chegar no momento certo.

A crosta do solo retém água

Depois de chuvas curtas, uma área com crosta manteve a humidade mais próxima da superfície, enquanto a areia nua ao lado secou depressa.

Porosidades irregulares e pigmentos escuros diminuíram a evaporação, porque a água ficou sombreada e presa sob a camada fina.

Segurar humidade por apenas alguns dias a mais já pode permitir que gramíneas e arbustos emitam raízes antes de o calor voltar.

Em períodos prolongados de seca, a crosta viva pode entrar em dormência; assim, os resultados variam conforme o clima e exigem calendário e manejo cuidadosos.

Líquenes e musgo

Com o passar do tempo, a crosta deixou de ser majoritariamente microbiana e passou a formar uma cobertura mista, incluindo líquenes e pequenas manchas de musgo.

Os líquenes acrescentaram uma superfície mais resistente, e o crescimento lento deles ajudou a manter a crosta íntegra durante ventos fortes e noites frias.

O musgo trouxe mais altura e sombreamento, permitindo que microbolsões de humidade persistissem e protegendo novos microrganismos.

Quando esses parceiros tardios se instalaram, o sistema ficou mais estável - mas, em contrapartida, eventuais danos passaram a levar mais tempo para se recuperar.

Acompanhando a evolução do solo ao longo de 59 anos

Por trás dos testes rápidos de hoje, existe um registo na China que acompanhou o crescimento de crostas ao longo de 59 anos de recuperação em área desértica.

Com amostras de crostas de idades conhecidas, a equipa comparou locais intactos com parcelas tratadas com cianobactérias cultivadas em laboratório.

O aumento de nutrientes variou conforme os microrganismos dominantes, e a adição de cianobactérias encurtou um processo de décadas para apenas alguns anos.

Mesmo nos melhores cenários, isso ainda significou esperar de dois a três anos por uma crosta madura, capaz de resistir melhor a perturbações.

A erosão cai rapidamente

O vento é o teste mais severo: areia nua não resiste quando as rajadas aumentam e passam a arrastar grãos para longe.

Após a aplicação de cianobactérias, os grãos unidos permaneceram no lugar porque a crosta os conectou, reduzindo a quantidade de partículas levantadas para o ar.

Em testes de laboratório, uma crosta fabricada reduziu a perda de solo causada pelo vento em mais de 90% sob ventos controlados.

Menos areia em movimento pode significar menos tempestades de areia e estradas com vida útil maior, mas a crosta precisa suportar o tráfego e a pressão do pastejo.

Limites no campo

Levar esse método além de parcelas experimentais obriga a decidir onde pulverizar microrganismos, já que nem toda duna precisa de crosta.

Linhagens locais costumam tolerar melhor calor, sal e seca do que linhagens importadas; por isso, as equipas geralmente cultivam microrganismos coletados em desertos próximos.

Como a desertificação - a perda de cobertura vegetal que torna a terra mais parecida com um deserto - tem várias causas, as crostas não resolvem problemas como sobrepastoreio ou uso inadequado de água.

Sem proteção contra veículos e tráfego intenso de pessoas, uma superfície restaurada pode se desagregar, e a recuperação pode levar anos.

Futuro da crosta biológica do solo

A formação acelerada de crostas transforma o crescimento microbiano em uma ferramenta prática, conectando o controlo da areia no deserto a uma restauração mais lenta baseada em plantas.

O monitoramento de longo prazo vai indicar se a durabilidade, os benefícios e os possíveis efeitos colaterais se mantêm em diferentes desertos e climas.