Sob o gelo do Árctico, desperta uma arma secreta contra o aquecimento global.

À medida que o gelo marinho se torna mais fino e se fratura, os investigadores estão a descobrir formas de vida minúsculas que prosperam no frio, na escuridão e na escassez - e que, ainda assim, podem ajudar a aprisionar carbono que aquece o planeta.

O Árctico que se recusa a ser um deserto congelado

Durante décadas, os cientistas trataram o oceano Árctico central como um pormenor biológico. Coberto de gelo, com pouca luz solar e pobre em nutrientes: dificilmente o local onde se procurariam ecossistemas activos e “famintos” de carbono. Essa suposição parece agora frágil.

Expedições recentes sob gelo plurianual revelaram comunidades prósperas de bactérias e microalgas a usar um truque normalmente associado a mares tropicais quentes: a fixação biológica de azoto. Estes microrganismos, chamados diazotróficos, conseguem captar azoto gasoso (N₂) e convertê-lo em amónio, uma forma que outros organismos conseguem utilizar.

Sob placas de gelo que outrora pareciam sem vida, os micróbios estão silenciosamente a cunhar novo combustível de azoto para a teia alimentar do Árctico.

Esse azoto “novo” actua como fertilizante para algas microscópicas. Mais algas significam mais fotossíntese, o que significa mais dióxido de carbono retirado da atmosfera. Passo a passo, esta química invisível afecta tudo, do plâncton às aves marinhas e às focas.

A surpreendente ascensão das fábricas de azoto no Árctico

Em latitudes mais baixas, os micróbios fixadores de azoto concentram-se em águas quentes e bem iluminadas. O Árctico, pelo contrário, oferece temperaturas baixas, escuridão sazonal e uma espessa cobertura de gelo. Durante anos, os modelos climáticos assumiram que a fixação de azoto praticamente não ocorria ali - se é que ocorria.

Essa visão começou a estalar quando oceanógrafos passaram a recolher amostras sob placas de gelo à deriva, usando quebra-gelos como o navio alemão Polarstern e o sueco Oden. A água retirada debaixo do gelo mostrou sinais inequívocos de fixação de azoto activa, mesmo em condições de pouca luz e perto do ponto de congelação.

Crucialmente, muitos dos micróbios que impulsionavam este processo não eram as cianobactérias clássicas associadas a águas tropicais. Em vez disso, grupos não cianobacterianos - ainda pouco compreendidos - pareciam dominar na bacia euro-asiática e noutras zonas profundas e cobertas de gelo.

Medições publicadas em 2025 reportaram taxas de fixação de azoto até cerca de 5,3 nanomoles de azoto por litro por dia em algumas regiões, desde as margens de gelo em fusão até ao Mar de Wandel, a norte da Gronelândia. Esses valores situam-se na mesma ordem de grandeza que os de oceanos temperados - um choque para uma área outrora descartada como periferia biológica.

O Árctico já não é apenas uma vítima passiva do aquecimento; começou a comportar-se como um motor químico activo no oceano global.

Porque é que o azoto importa tanto para o clima

O azoto limita frequentemente a vida no mar. Quando entra azoto novo nas águas superficiais, as algas tendem a florescer. Capturam dióxido de carbono dissolvido, usam a luz solar como fonte de energia e constroem matéria orgânica. Parte dessa matéria orgânica afunda quando os organismos morrem ou são comidos e excretados, transportando carbono para camadas mais profundas e, eventualmente, para o fundo do mar.

Esta “bomba biológica” ajuda a definir o papel do oceano como sumidouro de carbono. Azoto extra proveniente de diazotróficos do Árctico pode, pelo menos em princípio, reforçar essa bomba. Mais fixação de azoto significa mais produção primária, o que pode traduzir-se em mais carbono armazenado longe da atmosfera durante décadas ou séculos.

• Micróbios fixadores de azoto criam novo azoto a partir do N₂ atmosférico.
• As algas usam esse azoto para crescer e capturar CO₂.
• Plâncton, peixes e aves marinhas alimentam-se desta nova produção.
• Parte do carbono orgânico afunda, aprisionando CO₂ em águas profundas e sedimentos.

Vida sob o gelo e a delicada cascata árctica

À medida que o gelo marinho recua, a luz solar penetra mais profundamente e mais cedo no ano. Essa mudança, combinada com águas superficiais mais quentes e maior escoamento fluvial, leva matéria orgânica e micronutrientes a regiões que antes permaneciam bloqueadas sob uma espessa cobertura de gelo.

Os diazotróficos tiram partido destas novas condições. Prosperam perto das margens de gelo em fusão, sob gelo a afinar e até dentro de canais de salmoura escavados no próprio gelo. O azoto que fornecem alimenta não só o fitoplâncton “clássico”, mas também algas do gelo que se agarram à face inferior das placas.

Os efeitos propagam-se pela teia alimentar:

Nível	Papel na história do carbono no Árctico
Micróbios	Fixam azoto e reciclam matéria orgânica
Algas	Reduzem CO₂ e formam a base da teia alimentar
Zooplâncton	Transfere carbono para predadores superiores
Peixes e aves marinhas	Concentram carbono em biomassa móvel
Comunidades do fundo marinho	Armazenam parte do carbono nos sedimentos

Ainda assim, esta não é uma história simples de a natureza amortecer as nossas emissões. A rápida perda de gelo também remodela a estratificação, as correntes oceânicas e a mistura vertical. A água doce do degelo pode formar uma “tampa” à superfície, impedindo que águas profundas ricas em nutrientes cheguem à zona iluminada. Essa tampa pode favorecer os fixadores de azoto, que produzem o seu próprio azoto, ao mesmo tempo que priva outras algas do fósforo, ferro ou sílica de que precisam.

O mesmo aquecimento que permite aos micróbios fixadores de azoto prosperar pode desestabilizar as próprias teias alimentares que eles sustentam.

Porque é que os modelos climáticos têm agora um ponto cego polar

Os modelos climáticos globais actuais já têm dificuldades com o Árctico. Avaliam mal tendências do gelo marinho, subestimam o aquecimento regional e frequentemente simplificam a ecologia em campos amplos e uniformes de “produtividade biológica”. A maioria ainda assume fixação de azoto negligenciável perto dos pólos.

Esse atalho torna o ciclo do carbono simulado incompleto. Se a fixação de azoto no Árctico for generalizada e sazonalmente intensa, os modelos podem subestimar quanto carbono os mares polares conseguem absorver, pelo menos nas próximas décadas. Podem também calcular mal onde e quando essa absorção acontece.

Os investigadores pedem três actualizações principais:

• Incorporar comunidades fixadoras de azoto realistas em oceanos de altas latitudes.
• Contabilizar a produtividade sob o gelo, em vez de tratar o gelo marinho como uma tampa morta.
• Ligar as mudanças microbianas à alteração da cobertura de gelo, estratificação e entradas fluviais.

Sem essas mudanças, as projecções da absorção de carbono no Árctico e das retroacções para o aquecimento global provavelmente falharão dinâmicas-chave. A região poderá parecer mais simples e previsível no papel do que é na realidade.

Uma arma contra o aquecimento, com lâminas afiadas

Descrever a fixação de azoto no Árctico como uma “arma” contra as alterações climáticas soa tentador. Um sequestro adicional de carbono numa região que aquece quatro vezes mais depressa do que a média global oferece uma rara sugestão de boas notícias. Mas esta arma corta para os dois lados.

Micróbios que fixam azoto também respiram. Quando a sua biomassa - ou a biomassa das algas que alimentam - afunda e se decompõe em águas mais profundas, bactérias consomem oxigénio e libertam dióxido de carbono. Em alguns mares árcticos mais fechados, esse processo já empurra as águas de fundo para níveis mais baixos de oxigénio.

Se o aquecimento reduzir ainda mais a cobertura de gelo, períodos longos de água aberta podem permitir florações maiores que, ao decair, intensificam a perda de oxigénio. Esse cenário pode pressionar a fauna de fundo adaptada ao frio e alterar os tipos de peixe que conseguem sobreviver em algumas bacias.

Para além do azoto: a realidade confusa das retroacções no Árctico

O Árctico não oferece vitórias simples. Embora os micróbios fixadores de azoto possam aumentar a absorção de carbono, outros processos contrariam esse benefício. O degelo do permafrost em terra liberta carbono e metano. O recuo do gelo marinho expõe água escura que absorve mais calor. Sedimentos costeiros a descongelar podem libertar matéria orgânica antiga para o oceano, alimentando a respiração bacteriana.

Estas forças concorrentes significam que qualquer sumidouro adicional de carbono associado à fixação de azoto sob o gelo funcionará num campo sobrelotado de retroacções. O Árctico pode simultaneamente armazenar mais carbono em algumas zonas e libertar mais gases com efeito de estufa noutras.

Para decisores políticos, isto cria uma mensagem incómoda. Nenhum cenário realista permite que a humanidade confie em micróbios árcticos para “resolver” emissões de combustíveis fósseis ou desflorestação. Na melhor das hipóteses, suavizam as margens da nossa trajectória de aquecimento, comprando tempo limitado se as emissões globais descerem drasticamente.

O que os cientistas vão observar a seguir

Nos próximos anos, projectos de investigação planeiam acompanhar como a fixação de azoto no Árctico muda à medida que a cobertura de gelo diminui. Flutuadores autónomos e plataformas ancoradas ao gelo, equipados com sensores genéticos e químicos, oferecerão visões ao longo de todo o ano que os navios não conseguem fornecer.

Várias questões orientam este trabalho:

• Os diazotróficos não cianobacterianos continuarão a expandir-se à medida que os verões se alongam?
• Poderão novos actores microbianos migrar para norte a partir do Atlântico e do Pacífico?
• Quão depressa estas mudanças alterarão as teias alimentares, do plâncton aos predadores de topo?
• Para onde vai exactamente o carbono adicional - oceano profundo, sedimentos ou de volta ao ar?

Um conceito útil aqui é o de “equilíbrio de viragem” em vez de “ponto de viragem”. Em vez de um único limiar dramático, o Árctico alberga muitos pequenos equilíbrios: entre cobertura de gelo e água aberta, entre fixadores de azoto e outros micróbios, entre armazenamento e libertação de carbono. O azoto sob o gelo desloca vários desses equilíbrios ao mesmo tempo.

Para quem acompanha a ciência do clima, esta história sob o gelo ilustra como a mudança muitas vezes começa longe de frentes óbvias como incêndios florestais ou ondas de calor. Reacções microscópicas em águas árcticas escuras já afectam modelos climáticos, pescas, rotas de navegação e até a geopolítica ligada a recursos árcticos emergentes.

Essa rede de ligações pode parecer abstracta, mas influencia decisões sobre metas de emissões, áreas marinhas protegidas e actividade comercial em mares polares. Compreender como alguns nanomoles de azoto por litro moldam o orçamento de carbono pode ajudar a refinar essas escolhas, numa altura em que cada fracção de grau de aquecimento traz novos riscos.