No Mar da Gronelândia, descoberto o respiradouro de hidratos de gás mais profundo do mundo: qual a sua importância

Um hotspot escondido na Dorsal de Molloy

Numa recente expedição científica ao Árctico, uma equipa internacional identificou a emissão de hidratos de gás mais profunda alguma vez observada no planeta - a mais de 3,5 km abaixo da superfície do oceano. A descoberta não é apenas um recorde: está a levar os investigadores a repensar tanto cenários de energia no futuro como riscos climáticos que podem estar “guardados” no fundo do mar.

O achado surgiu durante a expedição Ocean Census Arctic Deep – EXTREME24, que se focou na Dorsal de Molloy, uma dorsal tectónica profunda no Mar da Gronelândia, entre Svalbard e a Gronelândia. Ao cartografar o fundo oceânico, os instrumentos detetaram duas colunas imponentes de gás a subir a partir das profundezas.

Estas plumas, formadas por bolhas de metano, atingem alturas surpreendentes: uma eleva-se cerca de 1.770 metros acima do fundo do mar e a outra cerca de 3.355 metros. Ambas têm origem por volta dos 3.640 metros de profundidade, numa área agora designada Freya Hydrate Mounds.

At around 3,640 metres below sea level, the Freya Hydrate Mounds host the deepest known methane hydrate emissions so far recorded on Earth.

Para perceber o que se passava no leito marinho, os investigadores recorreram a um veículo operado remotamente (ROV). As câmaras e sensores revelaram montes cónicos constituídos por hidratos de gás - cristais sólidos, semelhantes a gelo, em que moléculas de água formam uma estrutura que aprisiona gás, sobretudo metano.

Estes montes encontram-se numa zona a que os cientistas chamam “cold seep”: locais onde fluidos frios, ricos em hidrocarbonetos, exsudam lentamente através de fraturas no fundo marinho, alimentando reações químicas e ecossistemas pouco comuns.

Um ecossistema extremo que não deveria existir, mas existe

Cold seeps a estas profundidades são raros. Até aqui, exsudações de metano e depósitos de hidratos tinham sido documentados sobretudo em taludes continentais, normalmente a menos de 2.000 metros. O local de Freya está quase ao dobro da profundidade, no meio de uma dorsal oceânica, longe das margens continentais típicas.

Contra todas as expectativas, a área está cheia de vida adaptada a um ambiente sem luz solar. Aqui, a energia não vem da fotossíntese, mas da quimiossíntese, em que microrganismos transformam compostos inorgânicos em alimento.

Entre os organismos registados nos Freya Hydrate Mounds estão:

• tubeworms living in tight clusters on the seafloor
• bivalves such as clams and mussels hosting symbiotic bacteria
• gastropods, including specialised deep-sea snails
• crustaceans scavenging around the hydrate mounds

A fauna é surpreendentemente semelhante à observada em fontes hidrotermais do Árctico, onde fluidos quentes são expelidos por chaminés vulcânicas. Mas Freya é um sistema frio, impulsionado por metano e outros hidrocarbonetos, e não por água sobreaquecida.

The Freya Hydrate Mounds support a chemosynthetic community comparable to Arctic hydrothermal vent fields, but rooted in cold methane seepage instead of volcanic heat.

Outro ponto essencial: estes depósitos de hidratos não são estruturas “congeladas” no tempo. As imagens do fundo marinho sugerem que os montes se formam, se desestabilizam e colapsam. Movimentos tectónicos, fluxo de calor do interior da Terra e alterações nas condições ambientais moldam esse ciclo.

O que são, afinal, hidratos de gás

Os hidratos de gás são muitas vezes apelidados de “gelo inflamável”. Em condições adequadas de baixa temperatura e alta pressão, as moléculas de água solidificam numa espécie de gaiola cristalina que aprisiona moléculas de gás, como o metano.

A maioria dos hidratos marinhos forma-se nos poros dos sedimentos ao longo de taludes continentais, onde matéria orgânica enterrada no fundo do mar se degrada lentamente e liberta metano. Aí, a combinação de águas frias, grande pressão por cima e carbono abundante cria uma zona de estabilidade dos hidratos.

Key conditions for methane hydrate formation	Role
Low temperature	Helps water form solid cages around gas molecules
High pressure	Pushes gas into the crystalline structure and keeps it stable
Organic-rich sediments	Provide the source of methane during decomposition

Se a temperatura subir ou a pressão descer, esta estrutura frágil falha. O hidrato derrete e o metano escapa sob a forma de bolhas, que crescem e se expandem à medida que sobem pela coluna de água.

Um enorme “cofre” de energia com contrapartidas complicadas

Os cientistas estimam que mais de 100.000 biliões de metros cúbicos de metano possam estar armazenados como hidratos de gás em sedimentos do fundo do mar e no permafrost em terra. Esse volume rivaliza - e possivelmente ultrapassa - as reservas conhecidas de gás convencional.

Gas hydrates likely represent the planet’s largest single store of natural gas, yet they remain one of the least accessible and riskiest to tap.

O metano queima de forma mais limpa do que o carvão ou o petróleo, libertando menos dióxido de carbono por unidade de energia produzida. Isso torna-o apelativo como possível “combustível de transição” em mudanças energéticas. No papel, depósitos de hidratos como os de Freya podem parecer alvos futuros para extração.

Mas há vários entraves pelo caminho:

• Current technology cannot reliably extract methane from hydrates without destabilising the seafloor.
• Melting hydrates could unleash sudden methane releases, with safety and environmental risks.
• Remote deep-sea locations are expensive and logistically difficult to reach.
• Unique ecosystems could be destroyed before they are properly studied.

Além disso, o metano é um gás com forte efeito de estufa. Num horizonte de 20 anos, retém muito mais calor por molécula do que o dióxido de carbono. Se grandes quantidades chegarem à atmosfera, o aquecimento intensifica-se.

Um feedback climático escondido sob as ondas

Os Freya Hydrate Mounds voltam a chamar a atenção para um ciclo de retroalimentação preocupante. À medida que a temperatura do oceano aumenta, mesmo as águas profundas em regiões polares podem aquecer lentamente. Essa mudança pode reduzir a estabilidade dos hidratos de metano.

Quando os hidratos começam a derreter, as bolhas de metano sobem. Parte do metano dissolve-se no oceano e pode ser consumida por microrganismos. Ainda assim, uma fração pode chegar à atmosfera, sobretudo em mares menos profundos ou em zonas com afloramento (upwelling) intenso.

Warming seas threaten to destabilise methane hydrates, release additional greenhouse gas and sharpen the very warming that triggered the process.

Os investigadores estão agora a questionar se locais árcticos profundos como Freya já estão a sofrer alterações subtis, ou se, por enquanto, permanecem praticamente inalterados. A monitorização a longo prazo ajudaria a perceber quanto metano é libertado, quanto é consumido na água e se alguma parte escapa para o ar.

Equilibrar ambições energéticas com a proteção do mar profundo

A descoberta em Freya também reforça o debate sobre o que deve ser permitido no oceano profundo. Por um lado, os hidratos de gás podem ser vistos como uma reserva energética enorme para países que procuram abastecimentos estáveis. Por outro, montes intactos como estes albergam espécies especializadas e recursos genéticos que podem ter valor médico ou biotecnológico.

Qualquer passo futuro rumo à extração de hidratos teria de considerar:

• the risk of seafloor landslides triggered by hydrate destabilisation
• the possibility of sudden, hard-to-control methane leaks
• the loss of slow-growing deep-sea communities
• uncertainties in how local disturbance might ripple through wider ocean systems

Termos-chave que ajudam a perceber a descoberta

Vários termos técnicos estão no centro desta história. Um “cold seep” é um local onde fluidos ricos em metano e outros hidrocarbonetos exsudam do fundo do mar à temperatura ambiente da água do oceano, em vez de serem aquecidos como nas fontes hidrotermais.

“Quimiossíntese” descreve o processo em que microrganismos usam energia química desses fluidos para produzir matéria orgânica. Na escuridão, isto funciona como a base de uma cadeia alimentar, tal como as plantas sustentam a maioria dos ecossistemas à superfície através da fotossíntese.

“Hidratos de gás” não são um único mineral, mas uma família de estruturas. A sua zona de estabilidade depende fortemente da temperatura, da pressão e da composição do gás. Mesmo pequenas variações num destes fatores podem empurrar um depósito para lá da fronteira entre estados estáveis e instáveis.

Como poderá ser a investigação futura

Os cientistas já estão a desenhar os próximos passos para os Freya Hydrate Mounds. Missões futuras poderão usar levantamentos repetidos com ROV, observatórios no fundo do mar e sensores químicos ancorados perto dos respiradouros para medir o fluxo de bolhas, as temperaturas dos sedimentos e pequenas mudanças nos montes.

Simulações computacionais podem testar diferentes cenários: aquecimento do oceano por uma fração de grau, aumento da atividade tectónica ou perturbação humana devido a uma eventual perfuração. Cada cenário ajuda a estimar quão depressa um local destes pode mudar, quanto metano pode ser mobilizado e quais as partes do ecossistema mais vulneráveis.

Por agora, o local de Freya funciona como laboratório natural e como sinal de alerta. Mostra quanta energia está “congelada” sob o fundo do mar e quão ligada essa energia está a formas de vida delicadas e a um sistema climático já sob pressão.