Crosta biológica do solo

Crostas biológicas do solo - camadas finas e vivas de organismos que se desenvolvem sobre o solo do deserto - podem ser cultivadas artificialmente para ajudar a impedir o avanço dos desertos. Essas crostas muitas vezes são chamadas de “pele viva” do deserto.

Na natureza, essas crostas costumam passar por três fases principais: começam com cianobactérias simples, avançam para líquens e, por fim, chegam a um estágio maduro dominado por musgos.

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

Eles usaram microrganismos cultivados em laboratório para unir a areia solta do deserto em uma camada fina e estável, que o vento não consegue remover com facilidade.

Essa superfície mais resistente dá às equipes de restauração tempo para plantar arbustos e gramíneas antes que ventos severos e o calor do deserto eliminem as mudas jovens.

Crosta biológica do solo: cianobactérias antigas e areia do deserto

Em tabuleiros de palha montados em forma de xadrez no noroeste da China, uma película escura se espalhou sobre a areia tratada e permaneceu mesmo depois das tempestades sazonais de poeira.

Ao acompanhar essas áreas sob calor e geada, a Academia Chinesa de Ciências (CAS) registrou a rapidez com que a película endurecia.

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

Mesmo com essa velocidade, os planejadores priorizaram primeiro a formação da base do solo, para que as plantas inseridas depois pudessem sobreviver sem replantio constante.

Conheça as antigas cianobactérias

Muito antes de existirem florestas, as cianobactérias - bactérias movidas pela luz solar que prosperam em ambientes hostis - provavelmente surgiram há cerca de 3,5 bilhões de anos.

Usando luz solar e ar, muitas linhagens capturam dióxido de carbono para dentro de suas células e liberam o restante como matéria orgânica simples.

Em solos desérticos pobres em fertilizantes, algumas espécies fazem fixação de nitrogênio, convertendo o gás nitrogênio em nutrientes prontos para as plantas da comunidade da crosta.

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

Açúcares pegajosos prendem a areia

Ao microscópio, as crostas biológicas do solo, camadas vivas e finas sobre a superfície do terreno, mostram uma rede de filamentos bacterianos envolvendo os grãos de areia.

Para manter essa rede unida, as células liberam açúcares pegajosos entre os grãos, e esses açúcares endurecem até formar uma camada fina e coesa.

A crosta funciona como cola ao manter os grãos de areia unidos e ajudar a impedir que plantas invasoras se estabeleçam. Passos, pneus e rastelos fortes podem romper a superfície, então formar crostas em grande escala também exige proteção de longo prazo.

O carbono começa a se acumular

Ao longo do primeiro ano, a superfície tratada passou a reter nutrientes na camada superior do solo, em vez de deixá-los ser levados pelo vento.

Ao se misturarem com poeira mineral em suspensão, células mortas e açúcares liberados formaram matéria orgânica que ajudou a aprisionar nitrogênio e fósforo.

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

Para as mudas, essa mudança criou um ponto de partida melhor, mas a sobrevivência ainda dependia de a chuva chegar na hora certa.

A água permanece por mais tempo

Depois de chuvas rápidas, uma área com crosta manteve a umidade mais perto da superfície, enquanto a areia nua ao redor secou depressa.

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

A retenção de umidade por até alguns dias a mais pode ajudar gramíneas e arbustos a emitir raízes antes que o calor volte.

Durante períodos longos de seca, a crosta viva pode entrar em dormência, portanto os resultados dependem do clima e de um momento cuidadosamente escolhido.

A sucessão acrescenta parceiros

Com o passar do tempo, a crosta deixou de ser composta principalmente por microrganismos e passou a formar uma cobertura mista, com líquens e pequenas manchas de musgo.

Os líquens criaram uma superfície mais resistente, e seu crescimento lento ajudou a manter a crosta íntegra durante ventos fortes e noites frias.

O musgo trouxe altura extra e sombra, o que permitiu que pequenas bolsas de umidade permanecessem e protegessem novos microrganismos.

Quando esses parceiros de fases posteriores chegaram, o sistema ficou mais estável, mas os danos também passaram a demorar mais para cicatrizar.

Um registro de 59 anos

Por trás dos testes rápidos de hoje existe um registro da China que acompanhou o crescimento das crostas ao longo de 59 anos de recuperação do deserto.

Usando amostras de crosta com idades conhecidas, a equipe comparou áreas intocadas com parcelas tratadas com cianobactérias cultivadas em laboratório.

Os ganhos de nutrientes correspondiam aos microrganismos que dominavam o local, e a adição de cianobactérias reduziu um processo de décadas para apenas alguns anos.

Mesmo nos melhores casos, isso ainda significava esperar de dois a três anos por uma crosta madura e resistente à perturbação.

A erosão cai rapidamente

O vento oferece o teste mais severo, e a areia nua falha quando as rajadas aumentam e levam os grãos embora.

Depois da aplicação por pulverização de cianobactérias, os grãos unidos permaneceram no lugar porque a crosta os mantinha conectados, de modo que menos partículas se elevavam no ar.

Testes de laboratório com uma crosta fabricada reduziram em mais de 90% a perda de solo causada pelo vento em condições controladas.

Menos areia soprando pode significar menos tempestades de areia e estradas com vida útil maior, mas a crosta precisa resistir ao tráfego e à pressão do pastoreio.

Limites no campo

Levar esse método para além das parcelas exige decisões difíceis sobre onde aplicar os microrganismos, já que nem toda duna precisa de crosta.

Cepas locais costumam lidar melhor com calor, sal e seca do que as importadas, por isso as equipes geralmente cultivam microrganismos coletados em desertos próximos.

Como a desertificação - perda da cobertura vegetal de uma área e sua transformação em algo mais parecido com um deserto - tem muitas causas, as crostas não conseguem resolver o superpastoreio nem o uso inadequado da água.

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

O que muda a seguir

A formação rápida de crostas transforma o crescimento microbiano em uma ferramenta prática, conectando o controle da areia do deserto com uma restauração mais lenta, baseada em plantas.

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