Em resumo
Todos os anos, ventos levam poeira do norte de África até à América do Sul. Parte dela cai na Amazónia e transporta fósforo, um nutriente importante para as plantas. Os estudos não concordam sobre a quantidade que chega: alguns apontam para 8 a 10 milhões de toneladas por ano, mas ainda não se sabe ao certo quanto alcança o interior da floresta.
Todos os anos, ventos do norte de África levantam nuvens de partículas minerais e transportam-nas numa longa viagem sobre o oceano Atlântico. Uma parte da poeira chega à América do Sul e deposita-se em zonas da bacia amazónica, levando consigo fósforo. A quantidade pode parecer pequena diante da imensa área da floresta, mas este nutriente é importante para solos com poucos recursos. Assim, a viagem pelo ar cria uma ligação surpreendente entre desertos e florestas tropicais.
Como medir uma poeira que não pode ser toda recolhida?
Não há uma forma prática de recolher cada grão de poeira que cai na bacia amazónica. Por isso, os investigadores combinam observações de satélite, estações de medição do ar e modelos informáticos. Cada método revela uma parte diferente do processo: os satélites acompanham as camadas de poeira durante a travessia, os filtros instalados no solo mostram o que chegou a locais específicos e os modelos usam esses dados para estimar a deposição numa área mais ampla.
Num estudo liderado por Hongbin Yu e colegas, foram utilizados dados do instrumento lidar a bordo do satélite CALIPSO, recolhidos entre 2007 e 2013. O aparelho envia impulsos de luz para a atmosfera e analisa a luz refletida pelas partículas para identificar camadas de poeira e determinar a sua altitude. A equipa cruzou as observações do satélite com dados sobre os ventos para estimar quanta poeira entrou na região e quanta saiu. A diferença entre esses valores foi considerada a quantidade depositada.
A equipa calculou que cerca de 182 milhões de toneladas de poeira atravessavam por ano a costa ocidental de África e que a poeira depositada sobre a Amazónia transportava aproximadamente 22 mil toneladas de fósforo. A estimativa da deposição anual na bacia foi de 27,7 milhões de toneladas, mas com uma margem de incerteza muito ampla: entre 8 e 48 milhões de toneladas. Ou seja, o valor mais elevado não resultava de uma medição direta e precisa; era uma estimativa central rodeada de possibilidades bastante inferiores.
Os resultados de Yu e colegas foram publicados em 2015 na revista Geophysical Research Letters. Um segundo estudo da equipa, publicado na Remote Sensing of Environment, analisou a circulação de poeira sobre o Atlântico com base nos sete anos de registos do CALIPSO. As quantidades variaram de ano para ano, e o período observado não era longo o suficiente para identificar uma tendência de longo prazo — por exemplo, um aumento ou uma diminuição da deposição ao longo de décadas.
Os filtros de Caiena mudam a estimativa
Uma abordagem diferente veio de Caiena, capital da Guiana Francesa, na costa nordeste da América do Sul. A agência local de qualidade do ar, ATMO Guyane, acompanhou partículas suspensas no ar entre 2002 e 2017. Em 2014, começou a usar filtros num local elevado e arborizado para recolher partículas da atmosfera. Um mesmo filtro pode conter sais marinhos vindos do Atlântico e poeira mineral que atravessou o oceano desde África. Antes de calcular a quantidade de poeira desértica, os investigadores tiveram, portanto, de separar os diferentes componentes.
Joseph Prospero e colegas, da University of Miami, lavaram os sais dos filtros usados e aqueceram o material restante para isolar a poeira mineral. As amostras permitiram comparar as previsões dos modelos com o que estava efetivamente no ar. A equipa recorreu ao modelo MERRA-2 da NASA e verificou que este reproduzia de forma aproximada as variações sazonais observadas em Caiena.
Depois, os investigadores usaram o modelo para estimar a deposição numa área extensa da bacia amazónica. Ao incluir na análise a faixa mais a sul, a estimativa chegou a 10,4 milhões de toneladas por ano. No entanto, havia menos certeza de que todas as partículas nessa zona tivessem vindo de África. Excluindo essa faixa, o total descia para 8 milhões de toneladas. Por isso, o resultado costuma ser apresentado como um intervalo de 8 a 10 milhões de toneladas, e não como um valor único e definitivo.
O estudo de Prospero e da sua equipa foi publicado em 2020 na revista Global Biogeochemical Cycles. A estimativa ficou muito abaixo do valor central obtido a partir dos dados de satélite, mas dentro da margem de incerteza indicada pelo estudo de 2015. Esta distinção é importante: a diferença entre os resultados não demonstra necessariamente que a quantidade de poeira tenha mudado ao longo do tempo. Os estudos abrangem anos e regiões diferentes e não definem da mesma maneira o que conta como poeira transportada para a bacia.
Porque é que a luz pode levar a uma estimativa exagerada?
Em 2021, Jasper Kok e colegas propuseram outra explicação para a diferença entre algumas estimativas. As partículas maiores tendem a cair durante a travessia do Atlântico, enquanto as mais finas permanecem suspensas durante mais tempo e continuam a viagem. Por cada tonelada de material, as partículas pequenas conseguem bloquear mais luz do que alguns cálculos feitos a partir de satélites pressupunham. Assim, o sinal luminoso pode sugerir que há mais massa de poeira do que aquela que realmente existe.
A equipa de Kok estimou que se depositavam cerca de 8,5 milhões de toneladas de poeira por ano na floresta tropical entre 2004 e 2008. O cálculo incluía poeira proveniente de todas as fontes, não apenas de África. O estudo foi publicado na revista Atmospheric Chemistry and Physics. Por isso, não é adequado comparar diretamente este número com todas as outras estimativas sem ter em conta as diferenças na área analisada, na origem das partículas e nos anos abrangidos.
Num estudo publicado em 2023, Shichong Wang e colegas avançaram mais para o interior do continente. A equipa testou o seu modelo com medições do ar feitas em Caiena e no observatório de alta altitude Amazon Tall Tower Observatory, perto de Manaus, no Brasil. Para o período entre 2013 e 2017, estimou uma deposição anual de cerca de 10 milhões de toneladas de poeira africana, com uma incerteza de 1,7 milhões de toneladas. Segundo os cálculos, essa quantidade transportava aproximadamente 8500 toneladas de fósforo por ano. Os resultados foram publicados na revista Atmospheric Chemistry and Physics.
A estação e a origem definem o caminho das partículas
A poeira não chega à América do Sul com a mesma intensidade durante todo o ano. No modelo de Prospero, 89% da poeira depositada perto de Caiena caiu entre fevereiro e maio. Nesta época, a chuva ajuda a retirar partículas do ar e a levá-las até ao solo. Durante o verão do hemisfério norte, a faixa de chuva tropical desloca-se para norte, e algumas nuvens de poeira seguem trajetos mais próximos das Caraíbas e do sul dos Estados Unidos.
Os resultados do modelo indicam que a deposição é mais elevada no norte e no nordeste da América do Sul, enquanto chega muito menos poeira a algumas zonas do centro da Amazónia. Por isso, o total estimado para toda a bacia não revela, por si só, quanto alcança cada floresta ou cada tipo de solo. O local onde chove, a altitude da nuvem e a direção dos ventos influenciam onde as partículas acabam por cair.
Além disso, o norte de África não é uma fonte uniforme. Um estudo de 2020 que comparou diferentes zonas desérticas concluiu que a poeira da região de Al-Araqib, entre a Mauritânia e o Mali, tem um percurso mais favorável até à Amazónia do que a poeira da depressão de Bodélé, no Chade. A origem geográfica também variou entre dois invernos: uma análise química de partículas recolhidas em Caiena atribuiu a maior parte da poeira, no inverno de 2014, ao oeste do norte de África; no inverno de 2016, apontou para zonas centrais da região. O estudo que acompanhou estas variações entre anos foi publicado em 2022 na revista Geophysical Research Letters.
Fósforo: pouca carga, mas com possíveis efeitos
A importância da poeira não se limita aos minerais que transporta: ela também leva fósforo, um elemento de que as plantas precisam, para solos onde este nutriente é muitas vezes escasso. Na floresta, a decomposição das folhas devolve parte do fósforo ao solo, onde as raízes podem voltar a absorvê-lo. Outra parte é levada pela chuva para ribeiros e rios, acabando por sair do ecossistema. A equipa de Yu estimou que a quantidade de fósforo trazida pela poeira africana é semelhante à que a bacia amazónica perde desta forma.
Isso não significa que a poeira explique, por si só, todo o equilíbrio do fósforo na floresta, nem que todo o fósforo que transporta chegue às raízes das árvores. Há outras fontes. Um estudo de Aaron Barkley e colegas concluiu que os incêndios na vegetação da África Austral também transportam fósforo até Caiena, e que parte dele se dissolve facilmente na água. Os resultados foram publicados em 2019 na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Uma experiência de campo numa floresta antiga a norte de Manaus indica que um aumento de fósforo pode influenciar o crescimento das plantas naquele tipo de solo. Os investigadores adicionaram o elemento a parcelas experimentais e, ao fim de dois anos, a produção de raízes finas nas parcelas tratadas era 29% superior à das parcelas que não receberam a adição. No entanto, a experiência testou o efeito de acrescentar fósforo; não determinou quanta poeira do deserto chegou àquele local nem quanto desse material foi absorvido pelas árvores.
Por esse motivo, Prospero e colegas defenderam que as medições devem ser alargadas ao interior da própria floresta e incluir tanto partículas transportadas pelo ar como a água da chuva. As amostras recolhidas na costa são úteis, mas não permitem, por si só, saber o que acontece em locais distantes do litoral. Medições diretas no coração da bacia ajudariam a distinguir a poeira africana de outras fontes de fósforo e a compreender como a deposição varia de região para região e de estação para estação.
Conclusão
As observações feitas por satélite e no solo mostram que a poeira do norte de África atravessa o Atlântico e leva fósforo a partes da América do Sul. Mas a quantidade que chega depende do método de medição e dos limites da região estudada. A estimativa do CALIPSO, publicada em 2015, apontou para um valor central de 27,7 milhões de toneladas por ano, com um intervalo amplo, de 8 a 48 milhões. Já os modelos testados com medições de Caiena estimaram uma deposição de poeira africana de 8 a 10 milhões de toneladas. O estudo de Wang, de 2023, apontou para um valor próximo: 10 ± 1,7 milhões de toneladas entre 2013 e 2017. A estação, a origem da poeira e o percurso das chuvas determinam onde as partículas caem; comparar estudos de anos diferentes não basta para provar que a deposição diminuiu a longo prazo. Para descobrir quanto deste fertilizante transportado pelo ar chega ao interior da floresta, continuam a ser necessárias medições do ar e da chuva dentro da Amazónia.