Crostas biológicas do solo e desertificação

As crostas biológicas do solo - finas camadas vivas de organismos que se desenvolvem sobre o solo do deserto - podem ser cultivadas artificialmente para ajudar a travar a expansão dos desertos. Muitas vezes, estas crostas são descritas como a “pele viva” do deserto.

Na natureza, estas crostas tendem a evoluir em três fases principais: começam com cianobactérias simples, passam depois aos líquenes e, por fim, atingem um estado maduro dominado por musgo.

Agora, os cientistas desenvolveram um sistema capaz de reverter por completo a desertificação, transformando areia em solo fértil.

Para isso, utilizaram microrganismos cultivados em laboratório para unir a areia solta do deserto numa camada fina e estável, que o vento não consegue facilmente arrastar.

Essa superfície mais resistente dá às equipas de recuperação tempo para plantar arbustos e gramíneas antes que os ventos severos e o calor do deserto eliminem as plantas jovens.

Crostas biológicas do solo na China

Em tabuleiros de palha dispostos no noroeste da China, formou-se uma película escura sobre a areia tratada, e ela manteve-se mesmo depois das tempestades sazonais de poeira.

Acompanhar esses talhões ao longo do calor e do gelo permitiu à Academia Chinesa de Ciências (CAS) documentar a rapidez com que a película endurecia.

Em ensaios perto do deserto de Taklamakan, em Xinjiang, no noroeste da China, equipas da CAS observaram que as crostas estabilizavam a areia em 10 a 16 meses.

Mesmo com essa rapidez, os responsáveis pelo planeamento concentraram-se primeiro em criar a base do solo, para que as plantas introduzidas mais tarde pudessem sobreviver sem replantações constantes.

Encontro com as antigas cianobactérias

Muito antes de existirem florestas, as cianobactérias - bactérias movidas pela luz solar que prosperam em ambientes hostis - terão surgido há cerca de 3.5 billion years ago.

Aproveitando a luz solar e o ar, muitas estirpes captam dióxido de carbono para o interior das células e libertam o restante sob a forma de matéria orgânica simples.

Em solos desérticos pobres em fertilizante, algumas espécies realizam fixação de azoto, transformando o azoto gasoso em nutrientes prontos a serem usados pelas plantas da comunidade da crosta.

Assim que se estabelecem, a sua camada viva aglutina os grãos soltos e oferece às primeiras plantas um local melhor para criar raízes.

Açúcares pegajosos unem a areia

Ao microscópio, as crostas biológicas do solo, finas camadas vivas nas superfícies do terreno, revelam uma rede de filamentos bacterianos envoltos em grãos de areia.

Para manter essa rede coesa, as células libertam açúcares pegajosos entre os grãos, e esses açúcares endurecem numa película fina e aderente.

A crosta funciona como uma cola, mantendo os grãos de areia unidos e ajudando a impedir que plantas invasoras se instalem. Passos, pneus e uma escarificação agressiva podem partir a superfície, pelo que a criação de crostas em grande escala também exige proteção prolongada.

O carbono começa a acumular-se

Ao longo do primeiro ano, a superfície tratada começou a reter nutrientes nos primeiros 2,5 centímetros do solo, em vez de permitir que a poeira fosse levada pelo vento.

Misturando-se com poeiras minerais em movimento, células mortas e açúcares libertados formaram matéria orgânica que ajudou a aprisionar azoto e fósforo.

À medida que os nutrientes se concentravam, mais microrganismos conseguiam alimentá-los, e a comunidade da crosta tornava-se mais difícil de perturbar.

Para as plântulas, essa mudança criou um ponto de partida melhor, mas a sobrevivência continuava a depender de a chuva chegar no momento certo.

A água permanece mais tempo

Depois de chuvas breves, uma parcela com crosta manteve a humidade mais perto da superfície, enquanto a areia nua ao lado secou depressa.

Poros irregulares e pigmentos escuros reduziram a evaporação, porque a água permaneceu sombreada e retida sob a camada fina.

Mesmo alguns dias extra de humidade podem ajudar gramíneas e arbustos a lançar raízes antes de o calor regressar.

Durante períodos prolongados de seca, a crosta viva pode entrar em dormência, pelo que os resultados dependem do clima e de uma sincronização cuidadosa.

A sucessão acrescenta parceiros

Com o tempo, a crosta deixou de ser composta sobretudo por microrganismos e passou a incluir uma cobertura mista com líquenes e pequenas manchas de musgo.

Os líquenes deram à superfície maior resistência, e o seu crescimento lento ajudou a manter a crosta íntegra durante ventos fortes e noites frias.

O musgo acrescentou altura e sombra, permitindo que pequenas bolsas de humidade persistissem e abrigando novos microrganismos.

Quando esses parceiros mais tardios chegaram, o sistema ficou mais estável, mas também passou a demorar mais a recuperar de danos.

Um registo de 59 anos

Por detrás dos ensaios rápidos de hoje está um registo da China que acompanhou o crescimento das crostas ao longo de 59 anos de recuperação do deserto.

Utilizando amostras de crostas com idades conhecidas, a equipa comparou locais intocados com talhões tratados com cianobactérias cultivadas em laboratório.

Os ganhos em nutrientes correspondiam aos microrganismos dominantes, e a introdução de cianobactérias reduziu um processo de décadas para apenas anos.

Mesmo nos melhores casos, isso continuava a implicar esperar dois a três anos por uma crosta madura, capaz de resistir à perturbação.

A erosão cai rapidamente

O vento é o teste mais severo, e a areia nua falha quando as rajadas se intensificam e arrastam os grãos.

Depois de pulverizar cianobactérias, os grãos unidos permaneceram no lugar, porque a crosta os ligou, o que fez com que menos partículas se levantassem no ar.

Ensaios laboratoriais com uma crosta fabricada reduziram a perda de solo provocada pelo vento em mais de 90% sob ventos controlados.

Menos areia em suspensão poderá significar menos tempestades de areia e estradas com maior longevidade, mas a crosta precisa de sobreviver ao tráfego e à pressão do pastoreio.

Limites no terreno

Levar este método para além dos talhões obriga a escolhas difíceis sobre onde pulverizar microrganismos, já que nem todas as dunas precisam de crosta.

As estirpes locais costumam tolerar melhor o calor, a salinidade e a seca do que as importadas, pelo que as equipas geralmente cultivam microrganismos recolhidos em desertos próximos.

Como a desertificação, isto é, a perda de cobertura vegetal de uma área que a torna mais semelhante a um deserto, tem muitas causas, as crostas não conseguem resolver o excesso de pastoreio nem o uso indevido da água.

Sem proteção contra veículos e pisoteio intenso, uma superfície restaurada pode desfazer-se, e a recuperação pode levar anos.

O que muda a seguir

A construção rápida de crostas transforma o crescimento microbiano numa ferramenta prática, ligando o controlo da areia do deserto a uma recuperação mais lenta, baseada em plantas.

O acompanhamento a longo prazo mostrará se a durabilidade, os benefícios e os efeitos secundários se mantêm em diferentes desertos e climas.