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Ano 16 Número 102 Fevereiro/2022

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ARVORES DA VIDA INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL VERDE AUMENTO DA DEMANDA DO HIDROGÊNIO VERDE

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Foto: Marcos Guimarães – Ascom/MMA

O Governo Federal trabalha para que o Brasil seja sempre a pátria que protege o meio ambiente.

A Pátria

Honesta, Brasil.

• A operação Guardiões do Bioma atua em combate ao desmatamento ilegal e aos incêndios florestais dos biomas Amazônia, Cerrado e Pantanal e já combateu mais de 16 mil incêndios em apenas 3 meses. • Valorizar e proteger a nossa biodiversidade é melhorar a vida de todos. 12

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Árvores da vida!

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O número de espécies de árvores na Terra

DIRETOR Rodrigo Barbosa Hühn

Um novo estudo envolvendo mais de 100 cientistas de todo o mundo e o maior banco de dados florestal já montado estima que existam cerca de 73.000 espécies de árvores na Terra, incluindo cerca de 9.200 espécies ainda a serem descobertas. A estimativa global é cerca de 14% maior do que o número atual de espécies de árvores conhecidas. A maioria das espécies não descobertas provavelmente são raras, com populações muito baixas e distribuição espacial limitada, mostra o estudo. Isso torna as espécies não descobertas especialmente vulneráveis a interrupções causadas pelo homem, como desmatamento e mudanças climáticas...

PRODUTOR E EDITOR Ronaldo Gilberto Hühn

Recentemente no palco do Teatro Guaporé, em Porto Velho (RO) ocorreu o lançamento da Zona de Desenvolvimento Sustentável (ZDS) AbunãMadeira, o evento teve a presença do vice-presidente da República, Hamilton Mourão, dos gestores da Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (Sudam), Louise Caroline Campos Löw, da Superintendência da Zona Franca de Manaus (Suframa), Algacir Polsin, do governador do Acre, Gladson Cameli, do governador de Rondônia, Marcos Rocha, e do...

FOTOGRAFIAS Adelan, Anshuman Swain, Arena Innovation, Arizona State University, Cazzolla Gatti et al, CC0 Public Domain, Climeworks, Daniel Kukla/ Divulgação), Divulgação, Dartmouth College, Elizabeth CernyChipman, Entel Ocean,, Flávia RC Costa/Divulgação), Forest-GIS e Eva et al. Fulton Schools of Engineering, Gaia, Journals Plos One, KPG_ Payless, Juliana Schietti, Lucie Büchi (Instituto de Recursos Naturais, Reino Unido), Markus Reichstein, Miya.m, Morton Arboretum, Natural Earth, New Phytologist , Nature Geoscience, Nature Plants, Neto Lucena/Secom, OYAK Cimento, Pam Chasek, PNAS, Romério Cunha/ VPR, Sebastian Carrasco, Silicon Kingdom Holdings, Universidade de Cambridge, Universidade de Maryland, Universidade de Michigan, Universidade Tuscia, Unsplash, VCG, Xinhua, WEF;

Zona de Desenvolvimento Sustentável Abunã-Madeira – ZDS

Desembaraçando as raízes dos genomas das plantas As plantas verdes desempenham um papel fundamental nos ecossistemas, na saúde humana e na agricultura. Como os genomas de novo estão sendo gerados para todas as espécies eucarióticas conhecidas, conforme defendido pelo Earth BioGenoma Project, é essencial aumentar as informações genômicas sobre plantas terrestres verdes. No entanto, estabelecer padrões para a geração e armazenamento do complexo conjunto de genomas que caracterizam a linhagem verde da vida é um grande desafio para os cientistas...

O que seria necessário para tornar a IA ‘mais verde’?

COMERCIAL Alberto Rocha, Rodrigo B. Hühn ARTICULISTAS/COLABORADORES Adam Pellegrini, Arizona State University, Ascom Acre, Ascom Inpa, CBD COP 15, Dartmouth College, David Stern, Domínio Público CC0, Earth BioGenoma Project, Instituto de Pesquisa Botânica do Texas, Keith Crandall, Lucas Batista, Ronaldo G. Hühn, Stephanie Pappas, Thalita Bandeira, Universidade Estadual de Oregon, Universidade de Cambridge, Universidade de Georgia, Universidade de Maryland, Universidade de Michigan, WEF;

EDITORAÇÃO ELETRÔNICA Editora Círios SS LTDA DESKTOP Rodolph Pyle

FAVOR POR

NOSSA CAPA

Infraestrutura de dados digitais – H2 Metaverso, um espaço de dados padronizado para a célula de combustível verde e de baixo carbono e domínio de hidrogênio com base na próxima geração da infraestrutura de dados Gaia-X para um ecossistema digital aberto, transparente e seguro.

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Elas podem representar apenas um por cento das espécies de árvores do mundo, mas acontece que um tipo raro de árvore antiga pode ser a chave para a vida das florestas em todo o mundo. Isso porque um novo estudo sugere que árvores antigas e antigas – que geralmente são mais de 10 a 20 vezes mais velhas que a média – ajudam a sustentar as árvores ao seu redor, transmitindo uma resistência e experiência em lidar com mudanças. Esses genes dourados mudam radicalmente a diversidade genética e a saúde das árvores ao redor que chegam mais tarde, dizem os pesquisadores, o que ajuda...

Editora Círios SS LTDA ISSN 1677-7158 CNPJ 03.890.275/0001-36 Rua Timbiras, 1572-A Fone: (91) 3083-0973 Fone/Fax: (91) 3223-0799 Cel: (91) 9985-7000 www.revistaamazonia.com.br E-mail: amazonia@revistaamazonia.com.br CEP: 66033-800 Belém-Pará-Brasil

I LE ESTA REV

O que seria necessário para tornar a IA “mais verde”? Por um lado, primeiro precisamos reconhecer coletivamente os custos tangíveis para a criação e uso de sistemas de IA - que, na verdade, podem ser muito grandes. Estima-se que o GPT-3, um poderoso modelo de linguagem recente da OpenAI, tenha consumido energia suficiente no treinamento para deixar uma pegada de carbono equivalente a dirigir um carro da Terra até a Lua e vice-versa . Existem impactos benéficos que a IA pode ter em nosso relacionamento com...

Inovadores europeus aumentam a demanda por hidrogênio verde Hoje, Schuster está criando uma plataforma digital que ele descreve como “H2 Metaverso” para facilitar a padronização de tecnologias de células a combustível de hidrogênio por meio de gêmeos digitais. E Kendall, que começou como um cientista ambiental, está demonstrando benefícios do mundo real ao expandir com sucesso tecnologias de hidrogênio verde, como células de combustível. Produzido pela divisão da água usando energia renovável, o hidrogênio limpo...

MAIS CONTEÚDO [12] 15ª reunião da Conferência sobre Biodiversidade – CBD COP 15 [18] 84% das plantas arbóreas da Amazônia são úteis para os seres humanos [21] Novo centro de pesquisa do MIT quer fundir humanos com máquinas [22] A Terra inala e exala carbono em uma animação fascinante [27] A queima controlada de ambientes naturais pode ajudar a compensar nossas emissões de Carbono [30] A importância da profundidade do lençol freático nas respostas da floresta amazônica à seca [34] Florestas de árvores mecânicas podem ser construídas para “absorver dióxido de carbono” e ajudar a evitar as mudanças climáticas [40] As emissões negativas poderiam realmente ajudar a conter a mudança climática? [44] Florestas amazônicas, no Peru, capturam altos níveis de poluição atmosférica por mercúrio da mineração artesanal de ouro [48] Poluição nanoplástica encontrada em ambos os pólos da Terra pela primeira vez [51] Pesquisa fortalece a ligação entre as geleiras e a Grande Inconformidade da Terra [57] Estudo revela condições hostis na Terra à medida que a vida evoluiu [64] Repensando o mundo selvagem da diversidade de espécies em micróbios

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Árvores da vida!

Árvores antigas que representam apenas 1% da população mundial ajudam a manter as florestas vivas, transmitindo genes dourados para lidar com as mudanças, elas podem ser a chave para a vida de florestas em todo o mundo. Certas árvores antigas com incrível expectativa de vida transmitem genes dourados. Árvores antigas e antigas são ganhadoras da loteria da história de vida e recursos evolutivos vitais para a capacidade adaptativa de longo prazo. Ajude a sustentar as árvores próximas, transmitindo experiência em lidar com mudanças. Isso permite que as florestas prosperem por milhares de anos e as impede de morrer Fotos: Nature Plants, Morton Arboretum, Universidade Tuscia, Unsplash

las podem representar apenas um por cento das espécies de árvores do mundo, mas acontece que um tipo raro de árvore antiga pode ser a chave para a vida das florestas em todo o mundo. Isso porque um novo estudo sugere que árvores antigas e antigas – que geralmente são mais de 10 a 20 vezes mais velhas que a média – ajudam a sustentar as árvores ao seu redor, transmitindo uma resistência e experiência em lidar com mudanças. Esses genes dourados mudam radicalmente a diversidade genética e a saúde das árvores ao redor que chegam mais tarde, dizem os pesquisadores, o que ajuda a impedir que as florestas morram e permite que elas prosperem por milhares de anos.

As árvores antigas ajudam a sustentar a floresta ao seu redor, transmitindo uma resistência e experiência em lidar com a mudança para árvores mais jovens, descobriu o novo estudo

Principais mecanismos desenvolvidos por árvores antigas para desafiar o envelhecimento. A falta de senescência programada permite tempos de vida muito longos nas árvores e implica que a morte é em grande parte devido a eventos estocásticos. A vida útil indeterminada das árvores decorre de uma combinação de mecanismos que servem tanto para prevenir a senescência (modularidade, crescimento contínuo, dormência) quanto tolerar o envelhecimento (tolerância ao estresse), criando um enorme potencial e flexibilidade na longevidade

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O Reino Unido tem mais árvores antigas do que muitos outros países europeus, com mais de 180.000 registradas até o momento, e algumas das árvores vivas mais antigas estão nos EUA. A árvore mais antiga do mundo pode ser encontrada na Floresta Nacional de Fishlake, em Utah, uma Quaking Aspen que está viva há cerca de 80.000 anos. Para ser classificado como antigo, depende da espécie – para a faia é de 225 anos, carvalhos de 400 anos e teixo 900 anos. Graças a seus genes, esses forasteiros do mundo das árvores resistem a qualquer coisa que a vida lhes dê, até que um dia sua sorte se esgote. No entanto, de acordo com uma pesquisa do Centro de Ciência das Árvores do Morton Arboretum, em Illinois, quanto mais tempo eles vivem, maior a chance de passar esses genes vitais para uma nova geração. “Examinamos os padrões demográficos que emergem de florestas antigas ao longo de milhares de anos, e uma proporção muito pequena de árvores emerge como “ganhadores de loteria” da história de vida que atingem idades muito mais altas que conectam ciclos ambientais que abrangem séculos”, disse, botânico Chuck Cannon, do Morton Arboretum.

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“Em nossos modelos, essas árvores raras e antigas provam ser vitais para a capacidade adaptativa de longo prazo de uma floresta, ampliando substancialmente a extensão temporal da diversidade genética geral da população”. Os pesquisadores usaram modelos extrapolados de vários estudos anteriores para ver quantas árvores ultrapassam os limites usuais da velhice das árvores. Eles então analisaram que tipo de efeito essas árvores antigas tinham no resto da floresta ao seu redor. Em alguns casos, milhares de anos de experiência podem ser passados para o resto das árvores próximas, incluindo as mais jovens, à medida que novas sementes são plantadas. Mas não é apenas a diversidade genética e biológica das árvores antigas que as ajuda a ajudar a flora ao seu redor, elas também fornecem abrigo para espécies ameaçadas e são melhores em absorver carbono do que as árvores mais jovens, descobriram os especialistas.

Os pesquisadores alertaram quanto uma árvore antiga está sendo menos comum por causa das climáticas e do desmatamento em todo o mundo

Idade máxima de clímax de árvores e florestas, dados diferentes tamanhos populacionais e taxas de mortalidade estocásticas anuais

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a, Idade máxima das árvores, dado diferentes tamanhos populacionais (linhas coloridas) e taxa de mortalidade (eixo x), em 25 repetições para cada conjunto de parâmetros. Cada linha indica o tamanho da população em estado estacionário durante cada replicação, que diminui de cima para baixo (roxo, 500.000; vermelho, 100.000; verde, 10.000; laranja, 1.000; azul, 100). Taxas anuais de mortalidade estocástica examinadas: 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%, 3,0%, 5,0%. O intervalo indicado pelas setas azuis ilustra a variação das taxas de mortalidade empírica observadas em florestas maduras. b, Idade clímax para florestas de diferentes tamanhos e taxas de mortalidade. O tamanho da população log-normal é mostrado no eixo x, enquanto cada linha indica a idade do clímax da floresta, dadas as taxas de mortalidade anuais decrescentes, de cima para baixo (azul, 0,5%; vermelho, 1,0%; verde, 1,5%; preto, 2,0 %; laranja, 3,0%; roxo, 5,0%). A idade clímax é definida aqui como o ponto em que a classe mais velha de indivíduos tem apenas um indivíduo, após estabelecer a partir de uma única coorte uniformemente envelhecida

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Rejuvenescimento da copa e produção de sementes em árvores velhas

a, Ramificação epicórmica após uma grave perturbação da coroa em um velho carvalho séssil. b, Produção de bolotas em carvalhos sésseis de 600 anos no Parque Nacional Aspromonte, onde a árvore de floração temperada mais antiga do mundo (930 anos) ainda está frutificando

Idade média e desvio padrão de três classes de idade, dadas diferentes taxas de mortalidade e tamanhos populacionais, em 25 repetições

a–d, Distribuição etária das classes etárias com taxas de mortalidade de 1,0% (a) 1,5% (b), 2,0% (c) e 5,0% (d). As linhas conectam resultados de diferentes tamanhos populacionais: 100, 1.000, 10.000, 100.000 e 500.000 indivíduos, de baixo para cima

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Por meio de suas descobertas, no entanto, eles alertaram quantos anos uma árvore antiga está se tornando menos comum devido às mudanças climáticas e ao desmatamento em todo o mundo. A idade clímax é definida aqui como o ponto em que a classe mais velha de indivíduos tem apenas um indivíduo, após estabelecer a partir de uma única coorte uniformemente envelhecida As taxas de mortalidade de árvores estão aumentando em todos os tipos de floresta. “À medida que o clima muda, é provável que as taxas de mortalidade nas árvores aumentem e se torne cada vez mais difícil para as árvores antigas emergirem nas florestas”, disse Cannon. ‘Depois de cortar árvores antigas e antigas, perdemos o legado genético e fisiológico que elas contêm para sempre, bem como o habitat único para a conservação da natureza’. Os pesquisadores compararam a morte de árvores antigas com espécies animais extintas – uma vez que elas se vão, não voltam mais. “Este estudo lembra a necessidade urgente de uma estratégia global para conservar a biodiversidade, não apenas preservando florestas intactas, mas em particular o pequeno remanescente de algumas árvores antigas que sobreviveram em paisagens florestais manejadas”, disse o ecologista Gianluca Piovesan, da Universidade Tuscia, em Itália.

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O número de espécies de árvores na Terra

Número de espécies de árvores da Terra estimado em 14% maior do que o atualmente conhecido, com 9.200 espécies ainda a serem descobertas Fotos: Cazzolla Gatti et al, PNAS, Universidade de Michigan, Unsplash

O número de espécies de árvores e indivíduos por continente no banco de dados GFBI. Este conjunto de dados (pontos azuis no mapa central) foi usado para a estimativa paramétrica e mesclado com os dados baseados em ocorrência de TREECHANGE (pontos roxos no mapa central) para fornecer as estimativas neste estudo. As áreas verdes representam a cobertura global de árvores. O GFBI consiste em registros baseados em abundância de aproximadamente 38 milhões de árvores para 28.192 espécies. Aqui estão representadas algumas das espécies mais frequentes registradas em cada continente. Alguns pontos GFBI e TREEHANGE podem se sobrepor no mapa

m novo estudo envolvendo mais de 100 cientistas de todo o mundo e o maior banco de dados florestal já montado estima que existam cerca de 73.000 espécies de árvores na Terra, incluindo cerca de 9.200 espécies ainda a serem descobertas.

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A estimativa global é cerca de 14% maior do que o número atual de espécies de árvores conhecidas. A maioria das espécies não descobertas provavelmente são raras, com populações muito baixas e distribuição espacial limitada, mostra o estudo.

Isso torna as espécies não descobertas especialmente vulneráveis a interrupções causadas pelo homem, como desmatamento e mudanças climáticas, de acordo com os autores do estudo, que dizem que as novas descobertas ajudarão a priorizar os esforços de conservação da floresta. “Esses resultados destacam a vulnerabilidade da biodiversidade florestal global às mudanças antropogênicas, particularmente o uso da terra e o clima, porque a sobrevivência de táxons raros é desproporcionalmente ameaçada por essas pressões”, disse o ecologista florestal Peter Reich, da Universidade de Michigan, um dos dois autores seniores de um estudo artigo publicado recentemente em Proceedings of the National Academy of Sciences. “Ao estabelecer uma referência quantitativa, este estudo pode contribuir para os esforços de conservação de árvores e florestas e a descoberta futura de novas árvores e espécies associadas em certas partes do mundo”, disse Reich, diretor do Instituto de Biologia de Mudança Global da Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade. Para o estudo, os pesquisadores combinaram dados de abundância e ocorrência de árvores de dois conjuntos de dados globais – um da Global Forest Biodiversity Initiative e outro da TREECHANGE – que usam dados de parcelas florestais de origem terrestre. Os bancos de dados combinados renderam um total de 64.100 espécies de árvores documentadas em todo o mundo, um total semelhante a um estudo anterior que encontrou cerca de 60.000 espécies de árvores no planeta. “Combinamos conjuntos de dados individuais em um enorme conjunto de dados globais de dados em nível de árvore”, disse o outro autor sênior do estudo, Jingjing Liang, da Purdue University, coordenador da Global Forest Biodiversity Initiative.

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“Cada conjunto vem de alguém indo para uma floresta e medindo cada árvore - coletando informações sobre as espécies de árvores, tamanhos e outras características. Contar o número de espécies de árvores em todo o mundo é como um quebra-cabeça com peças espalhadas por todo o mundo.” Depois de combinar os conjuntos de dados, os pesquisadores usaram novos métodos estatísticos para estimar o número total de espécies de árvores únicas em escalas de bioma, continental e global – incluindo espécies ainda a serem descobertas e descritas pelos cientistas. Um bioma é um tipo de comunidade ecológica importante, como uma floresta tropical, uma floresta boreal ou uma savana. Sua estimativa conservadora do número total de espécies de árvores na Terra é de 73.274, o que significa que provavelmente há cerca de 9.200 espécies de árvores ainda a serem descobertas, de acordo com os pesquisadores, que dizem que seu novo estudo usa um conjunto de dados muito mais extenso e métodos estatísticos mais avançados. do que as tentativas anteriores de estimar a diversidade de árvores do planeta. Os pesquisadores usaram desenvolvimentos modernos de técnicas criadas pelo matemático Alan Turing durante a Segunda Guerra Mundial para decifrar o código nazista, disse Reich.

Curvas de acumulação baseadas em ocorrências nas escalas global (A) e continental (B). Em A, números de espécies não paramétricos (interpolados) e assintóticos (extrapolados) de Chao2 (IC 95% superior-inferior como áreas sombreadas ao redor das médias; observe que a área sombreada CI é estreita devido ao alto número de unidades de mudas), o Chao2 estimativa para o número real de singletons (linha vermelha) versus o número de amostras (1° célula da grade ∼100 × 100 km), e o número de espécies listadas no GlobalTreeSearch (linha verde) são mostrados. Em B, estimativas não paramétricas (interpoladas) e assintóticas (extr., extrapoladas) (IC 95% superior-inferior como áreas sombreadas ao redor das médias) e Chao2 os valores para o número real de singletons (linhas tracejadas) são exibidos versus o número de amostras (1° célula da grade ∼100 × 100 km) dentro dos continentes; a porcentagem da riqueza global estimada em cada continente é mostrada no cartograma em B

Aproximadamente 40% das espécies de árvores não descobertas – mais do que em qualquer outro continente – provavelmente estão na

América do Sul, o que é mencionado repetidamente no estudo como sendo de especial importância para a diversidade global de árvores.

Estimativas de riqueza de espécies arbóreas em nível de bioma. O mapa mostra o número de espécies de árvores estimadas (S estimado a partir de Chao2) nos biomas terrestres de cada continente como um gradiente de cores de baixa riqueza (amarelo) a alta riqueza (vermelho)

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Na foto espécie de árvore Variodendron na Tanzânia

Particionamento da riqueza de espécies entre os continentes. Estimativas da porcentagem de endemia continental (valores percentuais em negrito próximos a cada mapa continental são baseados no estimador Chao2) em relação à riqueza estimada por continente e espécies compartilhadas entre continentes (números em conjuntos sobrepostos). No centro (valores percentuais em negrito na interseção de todos os conjuntos), é mostrado o percentual de espécies compartilhadas entre todos os cinco continentes

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Roberto Cazzolla Gatti, biólogo ambiental e evolutivo italiano, da Diversidade Biológica e Conservação e Proteção Ambiental Global, na interface entre macroecologia, biologia evolutiva e ecologia comportamental

A América do Sul também é o continente com o maior número estimado de espécies arbóreas raras (cerca de 8.200) e a maior porcentagem estimada (49%) de espécies arbóreas continentalmente endêmicas – ou seja, espécies encontradas apenas naquele continente. Os pontos quentes de espécies de árvores sul-americanas não descobertas provavelmente incluem as florestas úmidas tropicais e subtropicais da bacia amazônica, bem como as florestas andinas em altitudes entre 1.000 metros (cerca de 3.300 pés) e 3.500 metros (cerca de 11.480 pés). “Além das 27.000 espécies de árvores conhecidas na América do Sul, pode haver outras 4.000 espécies ainda a serem descobertas lá. A maioria delas pode ser endêmica e localizada em pontos de diversidade da bacia amazônica e da interface Andes-Amazônia”, disse Reich, que foi recrutado pela Iniciativa de Biociências da UM e se juntou ao corpo docente no outono passado da Universidade de Minnesota, onde mantém uma dupla nomeação. “Isso torna a conservação florestal de prioridade absoluta na América do Sul, especialmente considerando a atual crise das florestas tropicais de impactos antropogênicos, como desmatamento, incêndios e mudanças climáticas”, disse ele. Em todo o mundo, cerca de metade a dois terços de todas as espécies de árvores já conhecidas ocorrem em florestas úmidas tropicais e subtropicais, que são ricas em espécies e pouco estudadas pelos cientistas.

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As florestas secas tropicais e subtropicais provavelmente também possuem um alto número de espécies de árvores não descobertas. “Amplo conhecimento da riqueza e diversidade das árvores é fundamental para preservar a estabilidade e o funcionamento dos ecossistemas”, disse o autor principal do estudo, Roberto Cazzolla Gatti, da Universidade de Bolonha, na Itália. As florestas fornecem muitos “serviços ecossistêmicos” à humanidade gratuitamente. Além de fornecer madeira, lenha, fibra e outros produtos, as florestas limpam o ar, filtram a água e ajudam a controlar a erosão e as inundações. Eles ajudam a preservar a biodiversidade, armazenam carbono que aquece o clima e promovem a formação do solo e a ciclagem de nutrientes, oferecendo oportunidades recreativas, como caminhadas, camping, pesca e caça. Mais de 100 cientistas de grupos de pesquisa de todo o mundo são coautores do estudo PNAS.

Delineamento biologicamente significativo do bioma de floresta tropical de várzea na Amazônia (contorno verde-claro). Áreas acima de 1.000 m de altitude são mostradas em preto, os principais rios são mostrados por linhas azul-claras e a própria bacia amazônica é delineada com uma linha pontilhada em azul escuro . As áreas com mais de 90% de cobertura de dossel de árvores são mostradas em verde com base em dados de satélite de 2000. O delineamento (linha roxa) foi obtido pela visualização de áreas dentro das múltiplas bacias hidrográficas ≤ 1.000 m de altitude que têm precipitação média anual > 1.300 mm, temperatura média anual mínima de 18 °C e máxima de 24 °C. O limite norte apresenta complexidade, com múltiplas áreas excluídas ao redor dos tepuis devido à alta altitude e/ou baixa precipitação média anual. Grandes áreas destacadas em branco, notadamente no norte da Bolívia (savana de Beni/llanos de Moxos) e na área fronteiriça da Venezuela, Guiana e Brasil (savanas da Guiana), são excluídas devido às temperaturas médias anuais mais altas (> 24 °C)

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10/02/2022 15:20:35

15ª reunião da Conferência sobre Biodiversidade – CBD COP 15

CDB COP 15, foi realizada em um formato predominantemente virtual para avançar nas negociações sobre a estrutura global da biodiversidade para o período pós-2020. Uma segunda parte presencial da COP 15 está planejada para acontecer em Kunming, China, em maio deste 2022. O objetivo da COP 15 será revisar e atualizar o Plano Estratégico para a Biodiversidade da Convenção sobre Diversidade Biológica (CDB) 2011-2020 e adotar uma estrutura de biodiversidade global pós-2020. O último será de importância crucial, pois definirá o curso da biodiversidade global nos próximos 10 anos e nas próximas décadas. Como tal, espera-se que seja uma COP de referência, semelhante à COP21 de Mudanças Climáticas em Paris, e há grandes expectativas de um aumento na ambição em várias agendas para chegar a um ponto de viragem transformador para muitos desafios interligados, incluindo as mudanças climáticas.

Fotos: Pam Chasek, VCG, Xinhua

Para adotar uma estrutura de biodiversidade global pós-2020

Relação mutuamente benéfica entre a natureza e as pessoas

Biodiversidade abre com sinais de compromisso renovado

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15ª reunião da Conferência sobre Biodiversidade – CBD COP 15.indd 12

O desenvolvimento da estrutura de biodiversidade global pós-2020 e sua adoção esperada em Kunming devem fornecer um caminho para reconstruir uma relação mutuamente benéfica entre a natureza e as pessoas. O Boletim de Negociações da Terra (ENB) descreve esses encontros como “não apenas mais uma conferência ambiental internacional”, dada a crise atual, porque estamos perdendo a Biodiversidade mais rápido do que nunca na história da humanidade, o que terá “profundas consequências nas sociedades humanas e representará um fator existencial ameaça para as gerações futuras”. O resumo da reunião ENB relata o desenvolvimento da estrutura de Biodiversidade global pós-2020 (GBF) e sua adoção esperada em Kunming deve fornecer um caminho para reconstruir uma relação mutuamente benéfica entre a natureza e as pessoas. O foco nas metas pode criar um caminho para o fracasso por não levar em consideração as consequências de outras ameaças ambientais. Na primeira parte da Conferência, que ocorreu virtualmente de 11 a 15 de outubro de 2021, os líderes adotaram a Declaração de Kunming. Na Declaração, os líderes dizem que colocar a Biodiversidade no caminho da recuperação é um desafio definitivo desta década. Enfatiza que a Biodiversidade sustenta o bem-estar humano e planetário, o crescimento econômico e o desenvolvimento sustentável.

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Ele também afirma que os impulsionadores da mudança são em grande parte os mesmos em relação à perda de Biodiversidade, mudanças climáticas, degradação da terra e desertificação, degradação dos oceanos e poluição. A Declaração também observa o apelo de muitos países por uma meta de 30 por 30 (conservando 30% das áreas terrestres e marítimas da Terra até 2030). Os líderes se comprometem a fornecer os meios necessários de implementação para um GBF eficaz, bem como mecanismos de monitoramento, relatório e revisão. O ENB relata que o segmento de alto nível de dois dias da reunião “revelou um renovado senso de compromisso e urgência dos Chefes de Estado e de Governo, ministros do meio ambiente e outros líderes”. As partes e organizações também anunciaram compromissos para intensificar os esforços para a conservação da biodiversidade. Os participantes também expressaram preocupação com o fato de que a ênfase nas metas de conservação perca o foco necessário nos padrões gerais de destruição, como práticas insustentáveis de produção e consumo. O foco nas metas também pode “criar um caminho para o fracasso” sem levar em conta as consequências de outras ameaças ambientais, como as mudanças climáticas: quase nenhuma meta pode ser alcançada concentrando-se apenas nas atribuições da CDB, disse um participante. Portanto, os resultados de outras negociações em andamento (por exemplo, subsídios à pesca sob a Organização Mundial do Comércio) podem fornecer sinais claros sobre a ambição geral potencial do GBF. Outra questão fundamental para o GBF é a eficácia de sua implementação, que deve começar no dia seguinte à sua adoção. Para os países em desenvolvimento, os recursos financeiros são uma consideração primária para a implementação. Pôr do sol no Lago Dianchi na cidade de Kunming

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15ª reunião da Conferência sobre Biodiversidade – CBD COP 15.indd 13

David Cooper , Secretário Executivo Adjunto do CBD

Presidente da COP 15, Huang Runqiu , Ministro da Ecologia e Meio Ambiente da China

Promessas de grandes economias e organizações internacionais durante a reunião forneceram boas notícias, assim como os sinais expressos em uma carta aberta de CEOs.

Mas a quantia necessária para deter o declínio da Biodiversidade é estimada em US $ 700 bilhões anuais, e “não estamos nem perto” dessa quantia, de acordo com um participante. As negociações e decisões tomadas nos próximos meses determinarão o caminho que a humanidade seguirá na próxima década. A primeira parte da Conferência da ONU sobre Biodiversidade compreendeu a CDB COP 15, bem como a 10ª reunião da COP servindo como a reunião das partes do Protocolo de Cartagena sobre Biossegurança (CP COP / MOP 10), e a quarta reunião do Protocolo de Nagoya sobre Acesso e Repartição de Benefícios (NP COP / MOP 4). A segunda parte da Conferência está programada para ser realizada pessoalmente em Kunming, China, de 28 de abril a 8 de maio de 2022. Antes disso, as reuniões dos órgãos subsidiários da CDB e do Grupo de Trabalho sobre o GBF aconteceram em pessoa em Genebra, Suíça, de 12 a 28 de janeiro deste 2022.

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No lançamento da Zona de Desenvolvimento Sustentável (ZDS) Abunã-Madeira

Zona de Desenvolvimento Sustentável AbunãMadeira – ZDS Fotos: Divulgação, Neto Lucena/Secom, Romério Cunha/ VPR

ecentemente no palco do Teatro Guaporé, em Porto Velho (RO) ocorreu o lançamento da Zona de Desenvolvimento Sustentável (ZDS) Abunã-Madeira, o evento teve a presença do vice-presidente da República, Hamilton Mourão, dos gestores da Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (Sudam), Louise Caroline Campos Löw, da Superintendência da Zona Franca de Manaus (Suframa), Algacir Polsin, do governador do Acre, Gladson Cameli, do governador de Rondônia, Marcos Rocha, e do titular da Secretaria de Estado de Produção Rural do Amazonas (Sepror), Petrúcio Magalhães Júnior, representando o governador do Amazonas, e também embaixadores do Peru e União Europeia, parlamentares, representantes de instituições de pesquisa, setor produtivo e o secretariado rondoniense. A ZDS foi planejada como um conjunto de ações multissetoriais voltadas para a promoção da sustentabilidade ambiental por meio do desenvolvimento socioeconômico, com o objetivo do projeto é promover políticas públicas que resultem na melhoria da qualidade de vida da população

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A ZDS-Abunã-Madeira em relação à Amazônia

e na proteção da floresta Amazônica, por meio de ações multissetoriais que incrementem o desenvolvimento includente e sustentável e fomentem as potencialidades da área que abrange.

A intenção é que o modelo, que abrangerá 32 municípios situados no noroeste de Rondônia, sul do Amazonas e leste do Acre, seja um piloto a ser adaptado em outras regiões emblemáticas da Amazônia.

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Antes do lançamento, entre os dias 17 e 19 de novembro, ocorreram encontros técnicos voltados para a ZDS nos estados envolvidos no projeto, com o objetivo de apresentar para os governos estaduais, instituições parceiras e demais entidades participantes, a estrutura do documento referencial, a metodologia adotada, a problemática socioeconômica e os quatro cenários alvos de intervenção elencados no documento, para conhecimento e posterior validação. “É um projeto que está ancorado na Política Nacional de Desenvolvimento Regional - PNDR e nós, de uma forma muito técnica, focamos em dois macroeixos, que são o desenvolvimento produtivo - com ações voltadas para a indústria, para a bioeconomia, turismo, agronegócio sustentável – e infraestrutura econômico urbana, trabalhando ações voltadas a telecomunicações, logística, energia e transportes.” pontuou a superintendente da Sudam, Louise Caroline Campos Löw, durante o evento. Para o vice-presidente da República, Hamilton Mourão, fruto da sinergia institucional que existe entre os entes nacionais e do planejamento técnico baseado nos eixos ambiental, social e econômico, a Zona de Desenvolvimento Sustentável Abunã-Madeira abarca um conjunto de ações multissetoriais voltadas para a promoção da sustentabilidade ambiental por meio do desenvolvimento socioeconômico das áreas onde estará localizada, tornando-a distinta de projetos anteriores desenvolvidos na Amazônia e fortalecendo a ideia de que a proteção da natureza e o desenvolvimento socioeconômico não são nem antagônicos nem excludentes. O Superintendente da Suframa, Algacir Polsin, destacou a importância dessas atividades centralizadas para o desenvolvimento e a proteção da Amazônia.

Louise Low gestora da Superintendência de Desenvolvimento da Amazônia (Sudam).

Vice-presidente da República, Hamilton Mourão mostrou-se favorável a criação da ZDS Abunã-Madeira e da expansão do projeto para outras áreas da Amazônia

“A solução é gerar emprego e renda de forma lícita e o desenvolvimento sustentável, e cabe aos países contribuírem com a gente nesse sentido”, complementou.

Governador Gladson Cameli é um grande entusiasta da iniciativa. Para o gestor acreano, a unidade entre os estados do Norte é fundamental para o verdadeiro desenvolvimento da região

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Na ocasião foi realizada a assinatura da carta que apresenta a consolidação dos anseios dos atores locais dos três estados envolvidos. Como materialização das ações, os representantes dos governos estaduais, da Sudam, da Suframa e da Embrapa definiram a adoção das medidas prioritárias e firmaram o compromisso de esforço conjunto em vistas do desenvolvimento includente e sustentável da área. A ZDS Abunã-Madeira engloba 32 municípios localizados no sul do Amazonas, leste do Acre e noroeste de Rondônia, cuja área total é de 454.220 quilômetros quadrados (km²) e com população estimada para 2020 de, aproximadamente, 1,8 milhão de pessoas. Trata-se de uma região emblemática, tanto em relação aos desafios ambientais quanto à necessidade de desenvolvimento socioeconômico.

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Histórico

Governador de Rondônia, Marcos Rocha, garantiu seu empenho em prol do sucesso do projeto

A ZDS Abunã-Madeira engloba 32 municípios localizados no sul do Amazonas, leste do Acre e noroeste de Rondônia, cuja área total é de 454.220 quilômetros quadrados (km²) e com população estimada para 2020 de, aproximadamente, 1,8 milhão de pessoas. Trata-se de uma região emblemática, tanto em relação aos desafios ambientais quanto à necessidade de desenvolvimento socioeconômico

Originalmente, o projeto da ZDS Abunã-Madeira foi chamado de “Amacro” pelos seus primeiros idealizadores. Esse esforço inicial levou à cooperação técnica entre a Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (Sudam) e a Superintendência da Zona Franca de Manaus (Suframa), com o apoio de outras instituições como a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) e secretarias dos três estados envolvidos. Conciliar sustentabilidade e desenvolvimento da Amazônia é um dos maiores desafios do Brasil na atualidade, porque significa a capacidade de aliar a necessidade de proteger a floresta e garantir o direito dos habitantes da região às mesmas oportunidades de cidadania que o restante do país: infraestrutura urbana, mobilidade, saúde, educação e desenvolvimento econômico. Ou seja, inclusão social. Essa é proposta da Zona de Desenvolvimento Sustentável Abunã-Madeira, Ao ser repensado tecnicamente para atender aos critérios do desenvolvimento sustentável, e uma vez que a designação “Amacro” já não atendia mais ao escopo do projeto técnico, surgiu a Zona de Desenvolvimento Sustentável Abunã-Madeira. A sustentabilidade ambiental é o “guarda-chuva” de todas as ações na ZDS, sob o qual estarão dois eixos fundamentais e estratégicos de atuação: Desenvolvimento Produtivo (Bioeconomia, Turismo, Agronegócio, Indústria) e Infraestrutura Econômica e Urbana (Logística e Transporte, Energia, Telecomunicações). Além disso, a Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I), a Tecnologia da Informação e da Comunicação (TIC) e ações de capacitação serão ferramentas que perpassam todas as ações, servindo de base para os dois eixos de atuação.

Ponte do Abunã, que liga o Acre à Rondônia, a obra recentemente inaugurada pelo Presidente Bolsonaro, ligará o Acre e Rondônia ao restante do país e, no futuro, ajudará a interligar o Brasil ao Oceano Pacífico

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Desenvolvimento sustentavel Em parceria com Representante Autorizado

™

O sistema é alimentado com resíduos orgânicos

Bactérias decompõem o resíduo orgânico no biodigestor

O fertilizante líquido pode ser usado em jardins e plantações

O biogás é armazenado no reservatório de gás para ser usado em um fogão

O sistema tem capacidade de receber até 12 Litros de resíduos por dia.

O equipamento produz biogás e fertilizante líquido diariamente.

Totalmente fechado mantendo pragas afastadas.

Em um ano, o sistema deixa de enviar 1 tonelada de resíduos orgânicos para aterros e impede a liberação de 6 toneladas de gases de efeito estufa (GEE) para atmosfera.

O QUE COLOCAR NO SISTEMA

O QUE NÃO COLOCAR NO SISTEMA

Carne, frutas, verduras, legumes e restos de comida. OBS: Máximo de duas cascas de cítricos por dia.

Resíduos de jardinagem, materiais não orgânicos (vidro, papel, plástico, metais). Resíduos de banheiro, produtos químicos em geral.

homebiogasamazonia

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84% das plantas arbóreas da Amazônia são úteis para os seres humanos Exuberante floresta tropical do Brasil

O estudo realizado no Inpa mostra a descoberta que apoia a hipótese de que a abundância das espécies arborícolas presentes na floresta amazônica tem maior chance de utilidade em escalas locais e regionais. Os Povos Indígenas e comunidades locais contribuíram para a abundância de plantas a longo prazo por *Lucas Batista

Fotos: Journals Plos One, Natural Earth, Forest-GIS e Eva et al.

(a) Localização dos 29 estudos etnobotânicos de espécies arbóreas úteis na Amazônia. A citação do estudo etnobotânico é dada para cada local no mapa. Os estudos etnobotânicos são classificados em duas categorias de abrangência espacial: estudos locais (pontos vermelhos) e compêndios (asteriscos). Os asteriscos pretos representam estudos realizados em um país e os asteriscos azuis representam estudos no Estado do Pará, Brasil, e na bacia do rio Orinoco, Venezuela. O número de asteriscos representa o número de compilações em um determinado país. Os estudos de Patiño e Revilla não estão representados no mapa, pois cobrem toda a Amazônia; (b) Número acumulado de espécies arbóreas úteis documentadas na Amazônia, ordenadas pelo período de publicação (1926–2013); (c) Curva de acumulação de espécies mostrando os 29 estudos ordenados por contribuição de novas espécies (pontos pretos) e o número total de espécies úteis que cada estudo contribuiu para o conjunto de dados (pontos vermelhos e asteriscos azuis e pretos). Os maiores valores de asterisco correspondem a Corrêa, de la Torre et al. e Revilla, realizados no Brasil, Equador e para toda a Amazônia, respectivamente

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s Povos Indígenas aprenderam sobre os usos das plantas amazônicas ao longo de mais de 15 mil anos de vivência na região e, mais recentemente, as comunidades locais herdaram este conhecimento e adicionaram novos conhecimentos associados às novas demandas sociais e econômicas. Na Amazônia, cerca de 2.200 espécies arbóreas possuem utilidade para as populações locais. Algumas dessas espécies são hiperdominantes, o que significa que ocorrem em abundância muito maior que a média. A maioria das 227 espécies hiperdominantes são úteis (93%) e a probabilidade de as espécies não-hiperdominantes terem utilidade varia 5% a mais de 81% para diversos fins, como a produção de alimentos, remédios, fibras, abrigo, lenha, construção, venenos, tinturas, roupas e outros. Estimativas da abundância dessas 2.200 espécies demonstram que representam 84% das plantas arbóreas (árvores e palmeiras) nas florestas amazônicas. As estimativas destacam também a relevância da sua abundância para o uso pelas culturas humanas na região. O estudo foi realizado pela egressa de mestrado do Programa de Pós-graduação em Ecologia do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa/MCTI), Sara Coelho, junto com alguns coautores, que analisou 4.454 espécies arbóreas (árvores e palmeiras) encontradas em 1946 parcelas de

Tamanho médio populacional de espécies arbóreas úteis e não úteis na Amazônia

Pequenas linhas pretas representam as espécies; grandes linhas pretas representam as medianas; as sombras cinzentas representam a densidade das espécies. O tamanho médio da população foi log 10 transformado (p < 0,01, F = 824,4)

Probabilidade de uso e tamanho médio das populações de espécies arbóreas

Círculos laranja são espécies úteis e círculos pretos são espécies não úteis. As linhas tracejadas separam as espécies hiperdominantes e não hiperdominantes, de acordo com ter Steege et al. (a) Regressão logística que mostra a probabilidade das espécies serem úteis de acordo com seus tamanhos médios populacionais (linha preta); (b) Classificação de abundância da espécie. Os tamanhos médios da população foram transformados em log 10 .

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inventários florestais da Rede de Diversidade de Árvores da Amazônia (Amazon Tree Diversity Network), e reuniu informações de uso de 29 livros (especialmente, compêndios) e artigos de etnobotânica amazônica publicados entre 1926 e 2013. “Antes era comum a gente pensar no valor de uma dúzia de espécies que têm mercados regionais, nacionais e internacionais. Agora, Sara demonstrou que mais de 2.000 espécies têm uso. Cada uma dessas espécies representa uma oportunidade para algum empreendedor transformar este uso tradicional em potencial e este potencial em mercado”, diz o pesquisador do Inpa, Charles Clement. Grande parte da abundância das plantas arbóreas presentes na região amazônica foi transformada pela população indígena e comunidades locais por meio de práticas culturais de manejo.

Nas florestas amazônicas, várias espécies podem ter sido domesticadas em algum grau, como a castanha do Brasil (Bertholletia excelsa) ou a piquiá (Caryocar villosum). É comum que estas espécies domesticadas ocorrem em agregações, formando castanhais e piquiazais, que geralmente comprovam o manejo humano passado. A domesticação de plantas trata da relação homem-planta que seleciona, acumula e cuida algumas dessas espécies, o que pode trazer mudanças nas características, tamanho, cor e doçura do fruto. Esse processo é a longo prazo, contínuo e aberto, e pode gerar populações semi-domesticadas ou totalmente domesticadas, de acordo com a prática de manejo, mudanças morfológicas e genéticas. “Hoje a floresta está sendo derrubada num ritmo acelerado porque existe a impressão que não tem valor em pé.

O que Sara demonstrou é que quase todas as árvores e palmeiras grandes (tamanho arbórea) tem usos. Se tem uso, tem valor”, ressalta Clement. “O Inpa é a base que permitiu a Sara desenvolver suas ideias via discussões com a ampla gama de especialistas que temos aqui. Este ambiente intelectual serviu para apoiar Sara a desenvolver sua revisão da literatura e suas novas análises para transformar a informação ampla em novas percepções sobre a floresta”, continua o pesquisador. O estudo destaca o valor socioecológico das plantas amazônicas e sua utilidade diária. Esta informação pode ajudar a planejar a conservação das florestas, porque mostra a importância da sociobiodiversidade e a relação entre o seu uso e sua abundância. [*] Inpa

Na Amazônia, cerca de 2.200 espécies arbóreas possuem utilidade para as populações locais

Conclusões O estudo revela que espécies arbóreas úteis dominam as florestas amazônicas em larga escala e destaca a enorme utilidade e valor socioecológico dessas florestas para seus habitantes. Nossas descobertas de uma associação positiva entre usos de plantas arbóreas e seus tamanhos populacionais fornecem suporte para a ideia de que as espécies mais abundantes têm maior chance de serem úteis em escalas locais e maiores. Entre as categorias de uso, o tamanho da população foi fracamente associado a usos específicos, mas fortemente associado ao número de usos que as espécies têm. A altíssima abundância de espécies arbóreas domesticadas de forma incipiente e as múltiplas evidências de seu uso antigo sugerem enriquecimento por atividades humanas passadas. Dada a grande abundância de espécies arbóreas úteis e domesticadas nas florestas amazônicas, futuros estudos ecológicos devem incluir o manejo humano, bem como fatores ambientais e evolutivos, para melhor compreender todos os mecanismos envolvidos na dominância de espécies arbóreas. Nosso estudo pode ajudar a ciência e as políticas de conservação biológica, concentrando-se na conservação da sociobiodiversidade por meio do uso sustentável de árvores e palmeiras em florestas em pé para a subsistência e bem-estar de povos indígenas e outros povos tradicionais.

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11/02/2022 11:01:40

Novo centro de pesquisa do MIT quer fundir humanos com máquinas O mundo precisa de alívio das ‘tecnologias inexistentes ou quebradas de hoje’ para pessoas com deficiências físicas e neurológicas Fotos: Instituto McGovern / YouTube

O Neuralink de Elon Musk está buscando fundir mentes com computadores e mais e mais colaborações entre humanos e máquinas estão surgindo. O futuro pode até ver essa fusão de máquinas com humanos ir além de meramente lidar com deficiências para nos tornar mais sobre-humanos, dando-nos força e inteligência superiores. Você está animado com o futuro?

Prioridades centrais

Para um futuro onde a deficiência não seja mais uma experiência de vida comum

e acordo com a Amputee Coalition , aproximadamente 185.000 amputações ocorrem nos Estados Unidos a cada ano e 3,6 milhões de pessoas viverão com perda de membros em 2050. Esses são números que não podem ser ignorados e agora, o MIT está planejando fazer algo a respeito. A solução vem direto de um filme de ficção científica com a proposta de fundir humanos com máquinas para lidar com amputações e outras deficiências físicas e neurológicas. O recém-formado centro de pesquisa do MIT é denominado K. Lisa Yang Center for Bionics e foi estabelecido graças a uma doação de US $ 24 milhões da filantropa Lisa Yang. “O K. Lisa Yang Center for Bionics fornecerá um centro dinâmico para cientistas, engenheiros e designers de todo o MIT trabalharem juntos em respostas revolucionárias para os desafios da deficiência”, disse o presidente do MIT, L. Rafael Reif , em um comunicado. Reif acrescentou que, com esse presente visionário, Yang estava enviando um sinal ao mundo de que a vida das pessoas que vivenciam a deficiência é muito importante. O centro será dirigido por ninguém menos que o professor do MIT Media Lab, Hugh Herr, que também é um amputado duplo e um pioneiro na área de próteses robóticas. Herr disse no anúncio que “o mundo precisa profundamente de alívio das deficiências impostas pelas tecnologias inexistentes ou quebradas de hoje”. O cientista acrescentou que devemos trabalhar continuamente para um futuro onde a deficiência não seja mais uma experiência de vida comum. Herr trabalhará ao lado de Ed Boyden, a Y. Eva Tan Professora de Neurotecnologia no MIT, professora de engenharia biológica, cérebro e ciências cognitivas, e artes e ciências da mídia, e investigadora do McGovern Institute do MIT e do Howard Hughes Medical Institute, que é um renomado criador de ferramentas para analisar e controlar o cérebro. Se tudo isso soa um pouco familiar, é porque as tentativas de fundir a mente com fatores externos se tornaram bastante comuns nos últimos anos.

Em seus primeiros quatro anos, o K. Lisa Yang Center for Bionics se concentrará no desenvolvimento e teste de três tecnologias biônicas: *Sistema nervoso digital, para eliminar distúrbios do movimento causados por lesões da medula espinhal, usando ativações musculares controladas por computador para regular os movimentos dos membros e, ao mesmo tempo, estimular o reparo da medula espinhal; *Exoesqueletos de membros controlados pelo cérebro, para ajudar os músculos fracos e permitir o movimento natural de pessoas afetadas por derrame ou distúrbios musculoesqueléticos; e *Reconstrução biônica de membros, para restaurar movimentos naturais controlados pelo cérebro, bem como a sensação de toque e propriocepção (consciência de posição e movimento) de membros biônicos. Uma quarta prioridade será o desenvolvimento de um sistema de entrega móvel para garantir que os pacientes em comunidades com atendimento médico deficiente tenham acesso a serviços de próteses de membros. Os investigadores farão o teste de campo de um sistema que usa uma clínica móvel para conduzir as imagens médicas necessárias para projetar membros protéticos personalizados e confortáveis e para ajustar as próteses aos pacientes onde eles moram. Os investigadores planejam inicialmente trazer este sistema de entrega móvel para Serra Leoa, onde milhares de pessoas sofreram amputações durante a guerra civil de 11 anos no país. Enquanto a população de pessoas com amputação continua a aumentar a cada ano em Serra Leoa, hoje menos de 10 por cento das pessoas necessitadas se beneficiam de próteses funcionais. Por meio do sistema de entrega móvel, um objetivo central principal é aumentar a produção e o acesso de próteses de membros funcionais para Serra Leoneses em extrema necessidade.

Homem paralisado anda em exoesqueleto controlado pelo cérebro. Tudo isso vai melhorar...

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11/02/2022 12:02:20

A Terra inala e exala carbono em uma animação fascinante por *Stephanie Pappas

Fotos: KPG_Payless, Markus Reichstein

A animação mostra plantas absorvendo e liberando carbono à medida que as estações mudam

Estimativa de troca líquida do Ecossistema (MPI-BGC) Assista a animação: www.bit.ly/MPI-BGC

Terra parece inspirar e expirar em uma nova animação que mostra como o carbono é absorvido e liberado à medida que as estações mudam. Os continentes animados parecem esvaziar durante o verão, indicando horários e lugares onde a vegetação está crescendo e as plantas estão sugando dióxido de carbono da atmosfera. Quando é inverno, os continentes parecem inflar, indicando que a vegetação está morrendo e o carbono está sendo liberado. As mudanças são mais marcantes em latitudes temperadas como a Europa continental e a América do Norte, onde as diferenças sazonais são mais pronunciadas. As regiões equatoriais não mudam tanto ao longo do ano, enquanto algumas regiões desérticas, com vegetação esparsa, não armazenam nem liberam muito carbono.

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Partes do mundo são vistas desinflando (e ficam azuis e verdes) à medida que as plantas “inspiram” carbono durante a primavera e o verão à medida que crescem Assista o Video em: www.bit.ly/cycle_on_the_sphere

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Os dados para a animação vêm de observações de satélite e centenas de estações de monitoramento de carbono em todo o mundo, disse Markus Reichstein, diretor do Departamento de Integração Biogeoquímica do Instituto Max-Planck de Biogeoquímica na Alemanha, que postou a animação no Twitter em 1º de janeiro.

“A visualização é realmente apenas um projeto divertido”, disse Reichstein à Live Science. O que a animação finalmente mostra é uma parte importante do ciclo do carbono, ou o fluxo de carbono por todo o sistema do planeta. O carbono pode ser liberado na atmosfera pela decomposição de material orgânico e pela erosão de rochas contendo compostos de carbono; inversamente, pode ser absorvido pelos oceanos e pelas plantas, que utilizam o carbono no processo de fotossíntese. A importância das plantas fica clara na animação, que mostra lugares repletos de plantas, como a Amazônia brasileira e as florestas do Leste Europeu, absorvendo grandes quantidades de carbono nos verões do hemisfério sul e norte, respectivamente. O oceano não está incluído na animação porque, embora o oceano absorva carbono, ele não mostra fortes padrões sazonais, disse Reichstein.

A fotossíntese absorve o dióxido de carbono produzido por todos os organismos que respiram e reintroduz o oxigênio na atmosfera

A mudança climática está alterando o padrão de crescimento da vegetação em todo o mundo, disse Reichstein, de modo que o fluxo de carbono para dentro e para fora da biosfera também está mudando. Essas mudanças são muito pequenas para aparecer em uma visualização como esta, disse ele, mas terão impactos diferentes em lugares diferentes. Por exemplo, verões mais quentes e longos no Hemisfério Norte podem ser bons para o crescimento das plantas, disse ele. Mas onde o aquecimento vem com a falta de precipitação – como em grande

parte do oeste americano – as mudanças climáticas podem restringir o crescimento das plantas. “Este ciclo de carbono e como ele muda de mês para mês nos diz muito”, disse Reichstein. Mas quando se trata de impacto social, disse ele, a mensagem é que as florestas são cruciais para a saúde do planeta. Pesquisas recentes descobriram que a Amazônia, um dos maiores sumidouros de carbono do planeta, recentemente liberou mais carbono a cada ano do que absorve graças ao desmatamento e incêndios florestais, informou a Live Science.

A zona temperada - a parte da superfície da Terra entre o Círculo Ártico e o Trópico de Câncer ou entre o Círculo Antártico e o Trópico de Capricórnio - é caracterizada pelo clima temperado - ou seja, é uma temperatura amena e moderada; nem muito quente nem muito frio

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Pesquisadores propõem nova abordagem para sequenciamento de genoma de plantas

Desembaraçando as raízes dos genomas das plantas Genomas de plantas verdes: o que sabemos em uma era de oportunidades em rápida expansão por *Instituto de Pesquisa Botânica do Texas

Fotos: David Stern, Domínio Público CC0, Earth BioGenoma Project, Keith Crandall

s plantas verdes desempenham um papel fundamental nos ecossistemas, na saúde humana e na agricultura. Como os genomas de novo estão sendo gerados para todas as espécies eucarióticas conhecidas, conforme defendido pelo Earth BioGenoma Project, é essencial aumentar as informações genômicas sobre plantas terrestres verdes. No entanto, estabelecer padrões para a geração e armazenamento do complexo conjunto de genomas que caracterizam a linhagem verde da vida é um grande desafio para os cientistas de plantas. Esses padrões precisarão acomodar a imensa variação no tamanho do genoma de plantas verdes, conteúdo de elementos transponíveis e complexidade estrutural, permitindo pesquisas sobre os processos moleculares e evolutivos que resultaram nessa enorme variação genômica. Aqui nós fornecemos uma visão geral e avaliação do estado atual do conhecimento dos genomas de plantas verdes.

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Projeto BioGenoma da Terra

Até o momento, menos de 300 conjuntos completos de genoma em escala de cromossomos, representando menos de 900 espécies, foram gerados nas estimadas 450.000 a 500.000 espécies no clado de plantas verdes.

Esses genomas variam em tamanho de 12 Mb a 27,6 Gb e são tendenciosos para culturas agrícolas com grandes ramos da árvore verde da vida intocada pelo sequenciamento em escala genômica.

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A localização de amostras adequadas de tecidos da maioria das espécies de plantas, especialmente aquelas de ambientes extremos, continua sendo um dos maiores obstáculos para aumentar nosso inventário genômico. Além disso, a anotação de genomas de plantas está atualmente passando por melhorias intensivas. É nossa esperança que esta nova visão geral ajude no desenvolvimento de padrões de qualidade genômica para uma síntese coesa e significativa de genomas de plantas verdes à medida que escalamos para o futuro. A pesquisa publicada recentemente na Proceedings of the National Academy of Sciences destaca o progresso da genômica de plantas e inclui um roteiro para a enorme tarefa de sequenciar os genomas de plantas em todo o mundo, ressaltando a importância desse enorme esforço. “Quase meio milhão de espécies de plantas habitam a Terra hoje e os segredos para entender quase tudo sobre elas estão escondidos nas sequências de seu DNA (o genoma da planta)”, disse o Dr. W. John Kress, autor sênior do artigo e Curador Emérito do Smithsonian. “As plantas são a base dos ambientes em todo o planeta e decifrar seus genomas será um divisor de águas para entender quase todos os aspectos de nossas próprias vidas, desde melhorar alimentos e medicamentos até inspirar artistas e aumentar a estabilidade do ecossistema”. O esforço necessário para sequenciar genomas de plantas não é tarefa fácil, mas é o objetivo do Earth BioGenoma Project, “um ‘moonshot’ para a biologia, [que] visa sequenciar, catalogar e caracterizar os genomas de toda a biodiversidade eucariótica da Terra [incluindo plantas, animais e fungos] durante um período de dez anos.” O artigo, um dos dez publicados esta semana em uma edição especial do PNAS , é de co-autoria de um grupo internacional de cientistas de plantas e traça um mapa que ajudará pesquisadores de todo o mundo a atingir essa meta ambiciosa. O genoma de um organismo contém todas as instruções necessárias para realizar os processos da vida e não deve surpreender que os genomas sejam extremamente complexos.

Entre plantas terrestres, o tamanho e a composição do genoma variam de forma semelhante (em grande parte dentro das angiospermas) com uma faixa de quase 3.000 vezes no conteúdo de DNA

Algas verdes e roxas claras; preto, hepáticas; verde escuro, briófitas; marrom, antóceros; azul claro, samambaias e licófitas; verde claro, gimnospermas; e laranja, angiospermas. O círculo interno mostra o estado atual do sequenciamento do genoma com conjuntos completos de genoma mostrados como barras vermelhas, conjuntos de nível de cromossomo como azul, conjuntos de andaime como cinza escuro e conjuntos de contig como cinza claro. O círculo externo (preenchido em cinza) mostra os táxons indicados com barras amarelas para os quais os dados do transcriptoma estão disponíveis. Os dados do genoma foram pesquisados no GenBank, Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) e Banco de Dados de DNA do Japão (DDBJ) em outubro de 2020. As linhas que saem do círculo mostram tamanhos de genoma como valores C (genomesize.com). A estrutura filogenética para todas as plantas até o nível de gênero foi extraída da Open Tree of Life

Segredos estão escondidos nas sequências dos DNA (o genoma da planta)

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Sequenciar e montar genomas inteiros permitirá que os pesquisadores entendam como as espécies estão relacionadas e evoluíram de outras espécies; como eles desempenham funções biológicas essenciais; e como eles interagem e respondem a seus ambientes. O sequenciamento de genomas de plantas inteiras é especialmente complicado em comparação com outros grupos de organismos por várias razões, mas principalmente porque existem tantas espécies de plantas e elas têm genomas altamente variáveis e muitas vezes extremamente complexos.

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Com essa nova perspectiva, os botânicos poderão avançar no sequenciamento do genoma das plantas como nunca antes.

Essencial para aumentar as informações genômicas sobre plantas terrestres verdes

Considere que, até a data de hoje, existem apenas 883 sequências genômicas inteiras disponíveis para plantas verdes, em comparação com 2.019 sequências genômicas inteiras disponíveis para vertebrados; no entanto, existem mais de 400.000 espécies de plantas verdes em comparação com apenas 73.340 espécies de vertebrados. A variação no tamanho do genoma entre as plantas também é surpreendente - algumas plantas têm um genoma tão pequeno quanto apenas 65.000 nucleotídeos individuais (as moléculas que compõem os quatro “pares de bases” no código genético) e tão grande quanto quase 150 bilhões de nucleotídeos. Há uma incrível complexidade envolvida na compreensão dos genomas das plantas. Desembaraçar essa complexidade está na raiz deste artigo. Os autores apresentam um roteiro que ajudará a comunidade científica global a coletar amostras usando novas parcerias, como a Global Genome Initiative for Gardens e a Global Genome Biodiversity

Network, bem como os mais recentes avanços em software e tecnologia que ajudarão os pesquisadores a sequenciar e montar plantas altamente complexas genomas.

“Quase meio milhão de espécies de plantas habitam a Terra hoje e o segredo para entender quase tudo sobre elas está escondido nas sequências de seu DNA (o genoma da planta). As plantas são a base dos ambientes em todo o planeta e decifrar seus genomas será um divisor de águas para entender quase todos os aspectos de nossas próprias vidas, desde melhorar alimentos e medicamentos até inspirar artistas e aumentar a estabilidade do ecossistema” : Dr. W. John Kress, autor sênior do estudo e curador emérito, Smithsonian Institution Pesquisadores do SciLifeLab e a plataforma Genomics do SciLifeLab anunciam agora que contribuirão com seus conhecimentos e tecnologias para o projeto global do Biogenoma da Terra, analisando a composição genética de mais de um milhão de espécies

Um genoma é o conjunto completo de informações genéticas em um organismo. Ele contém todas as instruções que fazem de você quem você é

[*] Leia a matéria completa em: www.bit.ly/PNAS_Early_Edition

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A queima controlada de ambientes naturais pode ajudar a compensar nossas emissões de Carbono Plantar árvores e suprimir incêndios florestais não maximizam necessariamente o armazenamento de carbono dos ecossistemas naturais. Um novo estudo descobriu que a queima prescrita pode realmente bloquear ou aumentar o carbono nos solos de florestas temperadas, savanas e pastagens por *Universidade de Cambridge

Fotos: Adam Pellegrini, Nature Geoscience, Sebastian Carrasco, Universidade de Cambridge

descoberta aponta para um novo método de manipulação da capacidade natural do mundo de captura e armazenamento de carbono, o que também pode ajudar a manter os processos naturais do ecossistema. Os resultados foram publicados recentemente na Nature Geoscience. “O uso de queimadas controladas em florestas para mitigar a gravidade do futuro incêndio florestal é um processo relativamente conhecido. Mas descobrimos que em ecossistemas, incluindo florestas temperadas, savanas e pastagens, o fogo pode estabilizar ou mesmo aumentar o carbono do solo ”, disse o Dr. Adam Pellegrini, do Departamento de Ciências Vegetais da Universidade de Cambridge, primeiro autor do relatório.

As queimadas controladas podem, paradoxalmente, fixar ou aumentar o carbono em solos de florestas temperadas, savanas e pastagens, compensando assim as emissões humanas de carbono

A queima de florestas pode ajudar a salvar o planeta

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Ele acrescentou: “A maioria dos incêndios em ecossistemas naturais ao redor do globo são queimados controlados, então devemos ver isso como uma oportunidade. Os humanos estão manipulando um processo, então podemos também descobrir como manipulá-lo para maximizar o armazenamento de carbono no solo”. O fogo queima a matéria vegetal e as camadas orgânicas do solo e, em incêndios florestais severos, isso leva à erosão e à lixiviação de carbono. Pode levar anos ou mesmo décadas para que o carbono perdido no solo se acumule novamente. Mas os pesquisadores dizem que os incêndios também podem causar outras transformações nos solos que podem compensar essas perdas imediatas de carbono e podem estabilizar o carbono do ecossistema. O fogo estabiliza o carbono no solo de várias maneiras. Ele cria carvão, que é muito resistente à decomposição, e forma ‘agregados’ - aglomerados físicos de solo que podem proteger a matéria orgânica rica em carbono no centro. O fogo também pode aumentar a quantidade de carbono fortemente ligada aos minerais do solo.

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“Os ecossistemas podem armazenar grandes quantidades de carbono quando a frequência e a intensidade dos incêndios são as adequadas. É tudo sobre o equilíbrio do carbono que vai para os solos a partir da biomassa de plantas mortas e o carbono que sai dos solos por decomposição, erosão e lixiviação”, disse Pellegrini. Quando os incêndios são muito frequentes ou intensos - como costuma ser o caso em florestas densamente plantadas - eles queimam todo o material vegetal morto que, de outra forma, se decomporia e liberaria carbono no solo. Os incêndios de alta intensidade também podem desestabilizar o solo, separando a matéria orgânica à base de carbono dos minerais e matando bactérias e fungos do solo. Sem o fogo, o carbono do solo é reciclado - a matéria orgânica das plantas é consumida por micróbios e liberada como dióxido de carbono ou metano. Porém, incêndios raros e mais frios podem aumentar a retenção de carbono do solo por meio da formação de carvão vegetal e agregados do solo que protegem da decomposição.

Queima prescrita de savana de carvalho

Gradiente de fogo visível após queima prescrita em turfeira

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Os cientistas afirmam que os ecossistemas também podem ser gerenciados para aumentar a quantidade de carbono armazenado em seus solos. Muito do carbono nas pastagens é armazenado abaixo do solo, nas raízes das plantas. A queima controlada, que ajuda a estimular o crescimento da grama, pode aumentar a biomassa das raízes e, portanto, aumentar a quantidade de carbono armazenado. “Ao considerar como os ecossistemas devem ser gerenciados para capturar e armazenar carbono da atmosfera, o fogo é frequentemente visto como uma coisa ruim. Esperamos que este novo estudo mostre que, quando administrado de maneira adequada, o fogo também pode ser bom - tanto para a manutenção da biodiversidade quanto para o armazenamento de carbono”, disse Pellegrini. O estudo se concentrou no carbono armazenado na camada superficial do solo, definido como aquele com menos de 30 cm de profundidade. Mais carbono é armazenado no solo mundial do que na vegetação global e na atmosfera combinadas. Os incêndios naturais ocorrem na maioria dos ecossistemas em todo o mundo, tornando o fogo um processo importante no ciclo global do carbono.

Paisagem após uma queima prescrita

Plantar árvores e suprimir incêndios florestais não maximizam necessariamente o armazenamento de carbono dos ecossistemas naturais. Um novo estudo descobriu que a queima prescrita pode realmente bloquear ou aumentar o carbono nos solos de florestas temperadas, savanas e pastagens. A descoberta aponta para um novo método de manipulação da capacidade natural do mundo de captura e armazenamento de carbono , o que também pode ajudar a manter os processos naturais do ecossistema.

Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Gatsby Charitable.

Os incêndios naturais ocorrem na maioria dos ecossistemas em todo o mundo, tornando o fogo um processo importante no ciclo global do carbono

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A importância da profundidade do lençol freático nas respostas da floresta amazônica à seca A função da floresta tropical é de importância global para as respostas às mudanças climáticas e é criticamente determinada pelos padrões de disponibilidade de água. A água subterrânea está intimamente relacionada com a água do solo através da profundidade do lençol freático (TP), mas historicamente negligenciada em estudos ecológicos por *Thalita Bandeira

Fotos: Ascom Inpa, Daniel Kukla/Divulgação), Flávia RC Costa/Divulgação), Juliana Schietti, New Phytologist, Unsplash

Profundidade do lençol freático (WT) em perspectiva

(a) O esforço de amostragem de parcela desproporcional em ETs (barras pretas mostrando a porcentagem da bacia amazônica em categorias de ET de Fan & Miguez-Macho ( 2010 ) produto WT, barras cinza e vermelhas mostrando esforço de amostragem de parcelas florestais). O esforço amostral foi calculado como tamanho da parcela (em hectares) × duração do censo (em anos). As barras cinzas indicam o esforço amostral das parcelas analisadas por Brienen et al. (2015 ) (319 parcelas), as barras vermelhas indicam o esforço amostral de uma nova rede de 86 parcelas PPB IO (b) Os componentes do ciclo da água criando variabilidade nas condições hidrológicas locais ao longo da topografia e o comportamento esperado do WT em cenários de seca. (c) A distribuição de WT ao longo da Amazônia (mapa) e a porcentagem da área da bacia amazônica (gráfico de barras) em cinco classes de WT (redesenhado a partir do modelo de Fan & Miguez-Macho ( 2010 )). Classes WT: raso (< 5 m, azul, 49,9%), médio (5-20 m, amarelo, 37,2%), profundo (21-60 m, vermelho, 7,7%), > 60 m (laranja, 0,5%). e florestas de várzea (verde, 4,8%)

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Em vista disso, um artigo desenvolvido pela pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA/MCTI), Flávia Costa, em parceria com a professora Juliana Schietti da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) e os pesquisadores Scott Stark e Marielle Smith da Universidade Estadual de Michigan, apresenta uma ampla revisão da importância da profundidade do lençol freático (ou seja, a distância vertical entre a superfície do solo e o limite superior da camada de água subterrânea) nas respostas da floresta amazônica às secas provocadas por mudanças climáticas.

s florestas amazônicas são globalmente importantes para o armazenamento de carbono, o sistema climático e a diversidade biológica. Por isso, a importância de estudar como esses ecossistemas estão respondendo às mudanças climáticas e, em especial, às secas, é fundamental. No entanto, diversas pesquisas frequentemente desconsideram um componente crítico do ciclo hidrológico: as águas subterrâneas. Até agora, pesquisas eco-

lógicas têm se concentrado quase inteiramente em florestas que crescem sobre condições de lençol freático profundo, deixando as florestas em lençóis freáticos rasos, que compreendem aproximadamente 50% da Bacia Amazônica (Figura acima), pouco estudadas. A ausência dessas avaliações influencia seriamente nas projeções do futuro dessas florestas. Em vista disso, um artigo desenvolvido pela pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA/MCTI),

Flávia Costa, em parceria com a professora Juliana Schietti da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) e os pesquisadores Scott Stark e Marielle Smith da Universidade Estadual de Michigan, apresenta uma ampla revisão da importância da profundidade do lençol freático (ou seja, a distância vertical entre a superfície do solo e o limite superior da camada de água subterrânea) nas respostas da floresta amazônica às secas provocadas por mudanças climáticas.

(a) WT rasos são difundidos nos terrenos geologicamente jovens ao longo do corredor ocidental para central, enquanto a distribuição é de granulação fina dentro das geologias antigas que dominam as regiões norte e sul (delineadas por linhas brancas tracejadas). (b) Inserções fornecem um zoom com exemplos dessas condições em nossos locais de estudo (Reserva Ducke – superior, local M05 do interflúvio Purus-Madeira – inferior, pontos indicam parcelas de vegetação). (c) A amplitude da variação sazonal do WT aumenta com o déficit hídrico cumulativo máximo (MCWD) em terrenos antigos, mas é sempre grande em terrenos jovens (intervalo de confiança de 95% na área sombreada). (d) A amplitude da variação sazonal do WT é maior em paisagens com baixa variação topográfica, especialmente se o déficit hídrico climático for baixo. O Padrões espaciais e temporais da profundidade do lençol freático (TP) na Amazônia MCWD alto está associado a uma variação menor, mas também a um WT mais profundo (intervalo de confiança de 95% na área sombreada). (e) A sazonalidade da flutuação do WT em um sítio WT raso com geologia jovem (sítio do interflúvio M02 de Purus Madeira) segue de perto a precipitação, sem a defasagem descrita para sítios em geologias antigas

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Com base na revisão de estudos anteriores e novos dados obtidos principalmente dentro dos programas PELD e PPBio, foi feita uma análise do potencial das florestas com lençol freático raso, ou seja, com a reserva de água mais próxima às raízes, em atuar como “refúgios hidrológicos”, mostrando resistência às secas enquanto outras florestas com lençol freático mais profundo são afetadas negativamente. Isso acontece porque durante os anos “normais” ou sem seca, há excesso de água no solo nas florestas com lençol freático raso, com consequentes baixos níveis de oxigênio, que acabam tendo taxas de mortalidade mais altas, e são menos produtivas. Entretanto, durante as secas moderadas, essas florestas conseguem atingir um “ponto ideal”, sem déficit ou excesso de água. A seca encurta a duração do período estressante de encharcamento do solo, aumentando efetivamente a duração da estação de crescimento e resultando em menor mortalidade e maior produtividade. Essa observação leva à hipótese de que locais com diferentes condições do lençol freático têm respostas altamente contrastantes às secas.

Dra Flávia Costa, pesquisadora do INPA, na Reserva Adolpho Ducke, em Manaus

A pesquisadora do INPA, Dra Flávia Costa, destaca que “a perspectiva apresentada neste estudo tem grande relevância para se pensar o direcionamento das pesquisas em mudanças climáticas e políticas públicas para a conservação da biodiversidade e serviços ambientais. A pesquisa precisa claramente incorporar a hidrologia do solo e a água subterrânea no delineamento das

Os efeitos da profundidade do lençol freático (TP) na função da floresta em anos históricos ‘normais’ (condições climáticas médias). Resumimos a compreensão de como o WT afeta as condições do solo e os efeitos diretos e indiretos (através da seleção de características) na dinâmica e estrutura da floresta, e o contraste com as florestas WT profundas. Como no artigo, o foco está nas florestas climaticamente úmidas a úmidas dominantes na Amazônia

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parcelas de monitoramento e sua distribuição, na modelagem do funcionamento da floresta e balanços de carbono. As políticas públicas precisam incorporar o planejamento de conservação de áreas com maior potencial para manter a biodiversidade e os serviços ambientais como a regulação do CO2 e água no futuro sob mudanças climáticas, e estas áreas são definidas pela hidrologia do solo. Não adianta conservar apenas o que tem alto valor hoje, é necessário antecipar e conservar o que vai ser crítico amanhã. Bacias de drenagem completas precisam ser conservadas para garantir o abastecimento da água subterrânea e assim o suprimento de água para as plantas que regulam o clima”. Por outro lado, a professora Juliana Schietti, da UFAM, alerta que “As florestas com lençol freático superficial não devem ser tratadas como a solução pronta para lidar com um clima em que as secas são mais frequentes. Essas florestas devem ser priorizadas para conservação pelo seu papel como sumidouro de carbono durante secas moderadas, mas a conservação da Amazônia precisa ser pensada como um bloco único e continental que conecta o oceano Atlântico aos Andes e que é responsável pela produção de chuvas que abastecem regiões mais ao sul da América do Sul. Sem o grande bloco de florestas com lençol freático raso e profundo, o fluxo de chuvas que se inicia no Atlântico será interrompido.” O estudo desafia a visão predominante de que as mudanças climáticas terão efeitos negativos generalizados sobre as florestas amazônicas. No entanto, é destacado que as florestas com lençol freático raso podem ser mais vulneráveis a secas mais severas, uma vez que as árvores nessas áreas evoluíram em condições úmidas e, portanto, carecem de adaptações para tolerância à seca.

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Em períodos secos, as florestas com lençóis freáticos rasos se comportam como refúgios hidrológicos e sumidouros de carbono. Fogo, desmatamento e desmonte ambiental são as principais ameaças para esse tipo de floresta

Professora Juliana Schietti, da UFAM

Quanto ao papel das florestas com lençol freático superficial na mitigação do aquecimento global, o pesquisador da Universidade Estadual de Michigan, Scott Stark explica

“As florestas tropicais globais estão contribuindo com um serviço ecossistêmico crítico ao absorver através da fotossíntese, grande parte do CO2 emitido pela atividade humana, armazenando esse excesso de carbono em sua madeira. O problema é que esse serviço depende de boas condições de crescimento e quando as florestas tropicais sofrem forte seca, mais árvores morrem do que crescem. Neste caso, o carbono é emitido para a atmosfera piorando o aquecimento! Infelizmente, grandes secas estão se tornando mais comuns nas florestas tropicais por causa das mudanças climáticas, o que significa que esse serviço ecossistêmico crítico está sendo ameaçado (e não apenas por causa do desmatamento, o outro grande fator).” O pesquisador ainda complementa, esclarecendo que “Nosso estudo sugere que a situação poderia ser muito pior se não fossem as florestas com lençol freático raso (Figura 2). Considere a porção mais úmida da Amazônia onde os lençóis freáticos rasos são comuns: nosso estudo levanta a perspectiva de que a seca moderada nessas regiões pode aumentar a produção lá, potencialmente mudando o impacto geral do carbono na Amazônia para menos severo. Ainda assim, muito é desconhecido: o crescimento em florestas de lençóis freáticos rasos pode ser resiliente ou até

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aumentado por secas moderadas, mas as árvores que vivem lá são menos propensas a ter as características necessárias para sobreviver a secas fortes. Isso pode tornar essas regiões suscetíveis a grande mortalidade no futuro se as mudanças climáticas e o desmatamento regional tornarem as secas suficientemente severas. Por essas razões, entender a contribuição da floresta de lençóis freáticos rasos para o carbono florestal na Amazônia é uma prioridade crítica de pesquisa”. “Compreender os fatores que promovem a resiliência versus a suscetibilidade das florestas amazônicas às mudanças climáticas é fundamental para definir as prioridades de conservação e compreender a probabilidade de se chegar a um ‘ponto de inflexão’, além do qual essas florestas globalmente importantes podem entrar em colapso”, declara a pesquisadora do INPA, Flávia Costa. O artigo foi publicado na íntegra na revista científica New Phytologist. É o primeiro produto de um grande projeto de colaboração entre a Universidade Estadual de Michigan, INPA e UFAM, financiado pela Fundação Nacional da Ciência (National Science Foundation), agência governamental dos EUA, que pretende investigar a influência da profundidade do lençol freático nas respostas da floresta amazônica às secas promovidas por mudanças climáticas

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Florestas de árvores mecânicas podem ser construídas para “absorver dióxido de carbono” e ajudar a evitar as mudanças climáticas Pesquisadores da Arizona State University desenvolveram árvores mecânicas especiais – torres verticais com fileiras de discos que capturam dióxido de carbono, que é empurrado para um ambiente fechado onde pode ser armazenado Fotos: Arizona State University, Ira A. Fulton Schools of Engineering, Silicon Kingdom Holdings

Florestas de árvores mecânicas, com camadas de discos projetados para absorver dióxido de carbono. Essas árvores/máquinas removem gases de efeito estufa do ar – um inventor da tecnologia de captura direta de ar mostra como ela funciona. Uma ‘árvore mecânica’ é cerca de 1.000 vezes mais rápida na remoção de dióxido de carbono do ar do que uma árvore natural. A primeira é começar a operar no Arizona em 2022

lorestas de árvores mecânicas, desenvolvidas por Klaus Lackner, professor de engenharia da Arizona State University, com camadas de discos projetadas para “absorver dióxido de carbono”, podem ser construídas para evitar as mudanças climáticas. Essas ‘árvores’ são milhares de vezes mais eficientes do que a variedade natural.

São colunas verticais altas de discos, cada uma com cerca de 1,5 metros de diâmetro e espaçadas por cinco centímetros, cobertas com uma resina química e colocadas como uma pilha de discos de vinil. Esta resina captura o CO 2 do ar à medida que sopra sobre a superfície e, uma vez cheio, eles caem em um barril onde o CO 2 é vaporizado e colocado em um ambiente fechado.

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Atualmente o CO2 é simplesmente armazenado - ao contrário das árvores reais, que convertem o gás de volta em oxigênio. Ele é mantido fora do meio ambiente, mas sem outro uso, embora outros projetos tenham explorado o reaproveitamento do dióxido de carbono armazenado. Isso pode incluir usá-lo para produzir combustível sintético, que pode ser usado em aeronaves, reduzindo a demanda por petróleo e gás.

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Atualmente, o CO2 é simplesmente armazenado, mas mantido sem outro uso, outros projetos planejados ou reaproveitados do pacote de carbono armazenado

Lackner planeja três grandes fazendas mecânicas de árvores, com a primeira sendo inaugurada no Arizona no final deste ano, com o apoio de uma doação de US$ 2,5 milhões do Departamento de Energia. Eles estão sendo projetados e construídos pelo ASU Center for Negative Carbon Emissions e comercializados pela Carbon Collect, com sede em Dublin.

Colunas verticais altas com discos coletores de carbono (como uma pilha de discos), cada um com cerca de 1,5 metros de diâmetro e espaçados de cinco centímetros, que em 20 minutos fica saturada de CO2 do ar ambiente carregado pelo vento

Uma vez que os três estejam operacionais, eles serão capazes de absorver 1.000 toneladas de CO2 por dia, descrito como um passo importante para equilibrar o orçamento mundial de carbono. Nos últimos 200 anos, desde a Revolução Industrial, os seres humanos vêm queimando combustíveis fósseis em quantidades cada vez maiores, bombeando dióxido de carbono para a atmosfera.

Desenvolvidas por Klaus Lackner, professor de engenharia da Arizona State University, as ‘árvores’ são milhares de vezes mais eficientes do que a variedade natural

Klaus Lackner testa tecnologias de captura direta de ar em seu laboratório

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Este é um poderoso gás de efeito estufa, e está entrando na atmosfera em uma taxa mais rápida e em níveis maiores do que as fontes naturais - como as árvores - podem removê-lo. À medida que se acumula na atmosfera, retém o excesso de audição perto da superfície, o que faz com que o mundo aqueça desencadeando o aquecimento global. Chegou a um ponto em que, mesmo que a humanidade parasse de queimar todos os combustíveis fósseis e acabasse com as emissões de CO2, não seria suficiente para estabilizar o clima. Especialistas dizem que precisamos trabalhar para remover o CO2 do ar, ajudando o mundo natural - e equilibrando o orçamento global de carbono.

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Elas são colunas verticais altas de discos, cada um com cerca de 1,5 metros de diâmetro e espaçadas de cinco centímetros, cobertos com uma resina química e colocados como uma pilha de discos de vinil

Como funcionam as Árvores Mecânicas Modo de captura

As telhas se estendem até 32 pés de altura e em 20 minutos ficam cobertas com CO2 do ar ambiente carregado pelo vento. As telhas são abaixadas mecanicamente em uma câmara na base.

Modo de regeneração

O ar é aspirado usando um vácuo antes que a regeneração ocorra para retirar o CO2. A saída flui da câmara após a qual o CO2 é separado da H2O usando um processo padrão, permitindo pureza de até 95% CO2. Os 5% restantes são nitrogênio. A Árvore Mecânica então retorna à altura total para repetir o processo.

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Este não é um problema fácil de resolver, e a maioria das saudações tem problemas, como este que exige que o CO2 seja armazenado, em vez de ser reutilizado ou alterado. O Departamento de Energia dos EUA estabeleceu uma meta para aumentar a captura direta de ar, usando reações químicas para capturar e remover o CO2 do ar. Não é uma abordagem universalmente popular, já que alguns ativistas ambientais a veem como uma desculpa para permitir que o uso de combustível fóssil continue, mas os relatórios do IPCC mostram que é necessário manter as metas de aquecimento global de 3,6F de aumento máximo da temperatura. Segundo o professor Lackner, um pioneiro na captura direta do ar e armazenamento de carbono: “A humanidade não pode se dar ao luxo de ter quantidades crescentes de excesso de carbono flutuando no meio ambiente, então temos que tirá-lo de volta”.

Concepção artística da “árvore mecânica”, um dispositivo desenvolvido por Klaus Lackner e comercializado pela Silicon Kingdom Holdings, Dublin, que pode remover carbono do ar. É uma nova geometria que é agnóstica à direção do vento e pode trabalhar com o solvente certo para cada local. Cada Árvore contém uma pilha de discos cheios de solvente

Klaus Lackner em seu laboratório, explica como os materiais solventes capturam e liberam carbono, um componente chave para direcionar os sistemas de captura de ar que removem o carbono da atmosfera

Em uma escala menor, Lackner demonstra como a tecnologia pode ser usada para fornecer dióxido de carbono a estufas para manter o crescimento saudável das plantas. Os filtros recolhem dióxido de carbono do ar exterior quando secos; em seguida, solta-o quando exposto às condições úmidas e úmidas encontradas em uma estufa

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Parte disso pode vir da captura de dióxido de carbono quando é emitido, como usinas de energia e fábricas - mas isso representa cerca de metade de todas as emissões. Outros vêm de carros, aviões e até mesmo tomando banho quente enquanto um forno a gás bombeia CO2 para manter a água quente, explicou Lackner. Ele disse que como o CO2 se mistura rapidamente no ar, na verdade não importa onde ele é removido, ele tem o mesmo impacto então os dispositivos de captura de carbono podem ser instalados em qualquer lugar. Os pesquisadores também perceberam que é importante minimizar o consumo de energia dos dispositivos que capturam carbono da atmosfera. Uma dessas soluções são as árvores mecânicas construídas por Lackner e seu laboratório. “São colunas verticais altas de discos revestidos com uma resina química, com cerca de 1,5 metro de diâmetro, com os discos separados por cerca de 5 centímetros, como uma pilha de discos”, disse ele. “À medida que o ar passa, as superfícies dos discos absorvem CO2. Após cerca de 20 minutos, os discos estão cheios e afundam em um barril abaixo. ‘Enviamos água e vapor para liberar o CO 2 em um ambiente fechado, e agora temos uma mistura de baixa pressão de vapor d’água e CO 2. ‘Nós podemos recuperar a maior parte do calor que foi usado para aquecer a caixa, então a quantidade de energia necessária para o aquecimento é bem pequena.’ Este CO2 capturado também pode ser reutilizado, fechando o chamado ‘ciclo de carbono’ e diminuindo a demanda por novos combustíveis fósseis a serem dragados do solo.

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O planeta respira aliviado depois que as pessoas se trancam em suas casas. Diminuir o ritmo de vida faz maravilhas na qualidade do ar. A poluição do ar tem um enorme impacto na saúde humana e animal. 40.000 pessoas morrem prematuramente por causa do ar ruim que respiram. O dano causa doenças cardiovasculares, doenças respiratórias, infecções e desaceleração da taxa de crescimento em crianças

“Neste momento”, disse Lackner, “as pessoas usam carbono de combustíveis fósseis para extrair energia”. “Você pode converter CO2 em combustíveis sintéticos – gasolina, diesel ou querosene – que não contêm carbono novo misturando o CO2 capturado com hidrogênio verde criado com energia renovável”, acrescentou. “Esse combustível pode ser facilmente transportado através de oleodutos existentes e armazenado por anos, para que você possa produzir calor e eletricidade em Boston em uma noite de inverno usando a energia que foi coletada como luz do sol no oeste do Texas no verão passado. ‘Um tanque cheio de ‘synfuel’ não custa muito e é mais econômico do que uma bateria.’ Em novembro do ano passado, a Força Aérea Real do Reino Unido completou o primeiro voo usando apenas combustível sintético, que foi feito de hidrogênio extraído da água e carbono extraído do CO2 na atmosfera. Lackner disse: “Nossa recomendação é quando o carbono sai do solo, deve ser combinado com uma remoção igual. ‘Se você produz 1 tonelada de carbono associado a carvão, petróleo ou gás, precisa guardar 1 tonelada. Não precisa ser a mesma tonelada, mas tem que haver um certificado de sequestro que assegure que foi guardado. A outra parte importante é que, se você o guardar, deve ser feito de uma forma que dure pelo menos 100 anos - mantendo-o fora da atmosfera o maior tempo possível.

Dióxido de carbono (CO2)

Dióxido de carbono O dióxido de carbono (CO2) é um dos maiores contribuintes para o aquecimento global. Depois que o gás é liberado na atmosfera, ele permanece lá, dificultando a saída do calor - e aquecendo o planeta no processo. É liberado principalmente da queima de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás, bem como da produção de cimento.

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A concentração média mensal de CO2 na atmosfera da Terra, em abril de 2019, é de 413 partes por milhão (ppm). Antes da Revolução Industrial, a concentração era de apenas 280 ppm. A concentração de CO2 flutuou nos últimos 800.000 anos entre 180 e 280 ppm, mas foi muito acelerada pela poluição causada por humanos. [*] Arizona State University

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As emissões negativas poderiam realmente ajudar a conter a mudança climática? Muitos cenários climáticos futuros sugerem que emissões negativas serão necessárias para limitar o aquecimento global. Os pesquisadores agora estão investigando o quão viável isso é Fotos: CC0 Public Domain, Climeworks, Lucie Büchi (Instituto de Recursos Naturais, Reino Unido), Miya.m, Unsplash

a Islândia, uma máquina está sugando dióxido de carbono da atmosfera dia e noite. Sua missão é misturar o gás com a água e bombeá-lo para o subsolo, onde se transformará em pedra depois de alguns anos. Essas máquinas agora são de interesse, uma vez que as emissões globais de gases de efeito estufa ainda são muito altas para podermos contar apenas com sua redução. Para evitar impactos ambientais sérios, provavelmente também precisaremos de emissões negativas para remover alguns desses gases da atmosfera e armazená-los em algum lugar permanentemente. ‘Os cenários para mitigação da mudança climática muitas vezes mostram que precisaremos de uma quantidade significativa de emissões negativas até o final do século para sermos capazes de limitar o aquecimento a 1,5 o C ou 2 o C’, disse o Dr. Kati Koponen, um cientista sênior do Centro de Pesquisa Técnica VTT da Finlândia em Espoo.

Novas soluções e práticas, tanto tecnológicas como não tecnológicas, serão necessárias para produzir emissões negativas

Precisaremos de uma quantidade significativa de emissões negativas

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Novas soluções e práticas, tanto tecnológicas como não tecnológicas, serão necessárias para produzir emissões negativas. Soluções baseadas na natureza, como plantar mais árvores ou restaurar turfeiras, que capturam e armazenam CO2 e são conhecidas e usadas há muito tempo, estão sendo investigadas para uma implantação mais ampla na mitigação, incluindo monitoramento e quantificação mais robustos de seu desempenho. Várias tecnologias potenciais também existem, mas a maioria ainda está em sua infância. A captura direta de ar, por exemplo, que é a tecnologia usada na Islândia, usa processos químicos para extrair dióxido de carbono (CO2) da atmosfera antes de ser armazenado no subsolo. No entanto, os benefícios e compensações ainda são nebulosos. ‘O desafio é compreender o potencial realista dessas tecnologias (e práticas),’ advertiu o Dr. Koponen. ‘Não queremos criar emissões negativas criando outros impactos indesejados em outro lugar’.

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Preparando o terreno para tecnologias de emissão negativa A Dra. Koponen e seus colegas estão avaliando o potencial real de diferentes soluções de emissões negativas na Europa e em outros lugares, por meio do projeto NEGEM. Eles considerarão os aspectos econômicos, ambientais e sociais relacionados, para entender melhor quais estruturas regulatórias serão necessárias para implementar essas soluções. Algumas soluções podem simplesmente não ser econômicas, enquanto outras podem impactar o meio ambiente ao consumir muita água, energia ou terra. Há também questões sociais a serem consideradas: por exemplo, os residentes aceitarão ter CO2 armazenado no solo perto de suas casas? ‘Esta combinação [de disciplinas] é o que é especial neste projeto’, disse o Dr. Koponen. Até agora, a equipe do NEGEM tem usado modelos para investigar como diferentes soluções de emissões negativas afetam o meio ambiente e seus custos ao longo de todo o seu ciclo de vida.

Na Islândia , uma máquina está sugando dióxido de carbono da atmosfera. . Sua missão é misturar o gás com a água e bombeá-lo para o subsolo, onde se transformará em pedra depois de alguns anos

Eles analisaram uma ampla gama de indicadores ambientais, como o esgotamento dos recursos naturais como água ou matérias-primas e mudanças no uso da terra, juntamente com os impactos das mudanças climáticas que seriam evitados.

Um trabalhador plantando abeto Sitka

Em um trabalho recente, eles investigaram estratégias baseadas em terra, em oposição às usadas no oceano ou em contextos industriais. A equipe descobriu que, nos casos estudados, o plantio de árvores era a forma mais eficiente de remover o CO2 da atmosfera. No entanto, a disponibilidade de terra é um problema aqui: a terra é necessária para vários fins, como cultivo de alimentos ou produção de madeira para fazer produtos. Além disso, as florestas são vulneráveis a distúrbios como incêndios e pragas, que afetariam por quanto tempo o CO2 pode ser armazenado ali. Novos tipos de políticas serão necessários para lidar com essas questões, que é outro aspecto que o projeto está investigando atualmente. Os resultados do NEGEM devem ajudar a informar as políticas da UE para manter o aquecimento global bem abaixo de 2 °C, conforme descrito no Acordo de Paris de 2015 . De acordo com o Dr. Koponen, os seus resultados devem fornecer uma avaliação mais realista do potencial das diferentes tecnologias e práticas de emissões negativas, o que deve ajudar a UE a definir objetivos alcançáveis.

Soluções baseadas na natureza

Kiritappu turfeiras no início de julho de Hokkaido, Japão

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Emissões de gases de efeito estufa e estratégias baseadas em terra para removê-los foram incluídas em inventários nacionais por 30 anos. A melhoria de tais sumidouros também pode ser incluída como uma medida de mitigação nas Contribuições Nacionalmente Determinadas (NDCs) sob o Acordo de Paris. Neste contexto, os pesquisadores do projeto LANDMARC estão tentando apreender o real potencial das atividades que irão aumentar a remoção de gases de efeito estufa ou reduzir as emissões da terra.

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Eise Spijker, pesquisador do centro de conhecimento JIN Clima e Sustentabilidade em Groningen, Holanda, e seus colegas estão explorando como essas soluções, muitas das quais baseadas na natureza, podem ser aplicadas em ambientes agrícolas ou florestais. ‘O complicado, especialmente com opções baseadas na natureza, é o desafio de armazenamento permanente de carbono’, disse Spijker. ‘Uma vez que você submete o carbono aos ecossistemas, eles permanecem no ciclo natural do carbono até um certo grau, mas você não sabe realmente quanto é armazenado e por quanto tempo’.

Observação de cima e de baixo As técnicas de monitoramento podem ajudar a avaliar quanto CO2 pode ser capturado da atmosfera e armazenado no solo e nas plantas. Um dos objetivos do projeto é, portanto, incorporar diferentes tipos de observações em modelos, para retratar de forma mais realista o potencial de soluções de remoção de emissões. ‘Usamos dados de uma combinação de técnicas de observação da Terra, incluindo sensoriamento remoto (como satélites) e também medições subterrâneas (como amostragem de solo) para medir a quantidade de carbono armazenado’, disse o coordenador do projeto, Dr. Jenny Lieu, um assistente professor da Delft University of Technology na Holanda. O LANDMARC está realizando 16 estudos de caso em todo o mundo, onde diferentes atividades como a agrossilvicultura na Espanha e a produção mais sustentável de arroz no Nepal serão monitoradas, para ver como eles sequestram carbono.

CO2 pode ser capturado da atmosfera e armazenado no solo e nas plantas

Melhorando a resiliência agrícola por meio da produção sustentável de arroz no Nepal

A equipe planeja experimentar diferentes combinações de técnicas de monitoramento. Os dados de satélite serão coletados e analisados com algoritmos desenvolvidos por eles, por exemplo.

Ela usará observações tanto de cima, usando satélites e drones, quanto no solo, como amostragem de solo

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Uma ferramenta para medir o impacto climático líquido no solo Um dos resultados do projeto será uma ferramenta de mapa de carbono, potencialmente também disponível como um aplicativo de telefone, que pode quantificar e monitorar o impacto de diferentes atividades de remoção de carbono baseadas na terra nas emissões de gases de efeito estufa. Ele usará observações tanto de cima, usando satélites e drones, quanto no solo, como amostragem de solo. “Nosso objetivo é combinar várias ferramentas especializadas de observação da Terra em uma ferramenta de monitoramento de baixo custo e fácil de usar que considera uma ampla gama de usuários finais”, disse o Dr. Lieu. Isso significa que os governos ou gestores do uso da terra, por exemplo, serão capazes de inserir dados específicos do local sobre o solo e a vegetação em suas terras e obter uma estimativa confiável de seu impacto climático líquido.

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Remoção de CO2 em grande escala O potencial das atividades de emissão negativa para desacelerar o aquecimento global também depende de se elas estarão prontas para uso em escala industrial nas próximas décadas. Muitos cenários climáticos baseiam-se nessa premissa, mas há preocupações sobre o quão viável isso será. As soluções tecnológicas ainda estão em seus estágios iniciais no momento, disse o Dr. Bas van Ruijven, pesquisador e líder de grupo do Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados (IIASA) em Laxenburg, Áustria. O Dr. van Ruijven e seus colegas estão, portanto, avaliando as questões de viabilidade para diferentes cenários climáticos, como parte do projeto ENGAGE. Por exemplo, eles avaliarão como as atividades de remoção de gases de efeito estufa devem contribuir. “As tecnologias de emissão negativa desempenham um grande papel nessa parte do projeto”, enfatizou o Dr. van Ruijven. Até o momento, a equipe vem comparando dois cenários diferentes de descarbonização. O primeiro visa limitar o aquecimento para menos de 2 °C até 2100. Nesse caso, a meta de temperatura pode ser ultrapassada na primeira metade do século, mas emissões negativas seriam essenciais mais tarde para reduzir as temperaturas globais. No segundo cenário, a meta é simplesmente não ultrapassar o aquecimento de 2 °C, o que está mais em linha com o Acordo de Paris. As atividades de remoção de carbono teriam um papel na redução das emissões mais rapidamente no curto prazo. No longo prazo, eles seriam principalmente necessários para neutralizar as emissões remanescentes de certos setores, como aviação ou indústria, onde é difícil eliminar completamente as emissões.

Avaliando as questões de viabilidade para diferentes cenários climáticos, como parte do projeto ENGAGE

Para entender melhor as consequências sociais e ambientais

Quanto antes, melhor: adiar a ação terá repercussões Em um trabalho recente , a equipe usou modelos para investigar como cada um desses cenários impactaria o uso da terra no futuro para entender melhor as consequências sociais e ambientais. Eles levaram em consideração vários fatores diferentes: projeções econômicas e crescimento populacional, juntamente com seu subsequente impacto no uso de energia e nas emissões de gases de efeito estufa.

As promessas corporativas de reduzir as emissões de carbono até 2050 estão proliferando, mas a pressão para tomar medidas mais imediatas também está crescendo

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O Dr. van Ruijven e seus colegas descobriram que os cenários de mitigação que se concentraram em cenários do final do século, onde as temperaturas foram permitidas temporariamente ultrapassar o aquecimento de 2 °C, tiveram consequências importantes para o uso da terra após 2050. Escassez de alimentos e água de irrigação seria provável, assim como aumentariam os preços dos alimentos. “É um grande apelo para mais esforços de curto prazo para reduzir as emissões mais rapidamente”, disse o Dr. van Ruijven. ‘Caso contrário, você forçará as gerações futuras a usar tecnologias de emissão negativa em uma escala maior’. Políticas adicionais também serão necessárias durante a transição para emissões líquidas zero para compensar seu impacto social. Os subsídios aos alimentos podem ser necessários para ajudar as pessoas com rendimentos mais baixos, por exemplo, se os preços dos alimentos subirem. “Nosso trabalho mostra que a implantação de novas tecnologias para remoção de CO2 será, no entanto, indispensável para atingir os objetivos do Acordo de Paris em abordagens de curto e longo prazo, observou o Dr. van Ruijven. ‘Esperançosamente, nossa pesquisa irá inspirar governos a estimular seu desenvolvimento’. A pesquisa neste artigo foi financiada pela UE.

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Florestas amazônicas, no Peru, capturam altos níveis de poluição atmosférica por mercúrio da mineração artesanal de ouro Corrida do ouro peruana transforma florestas tropicais intocadas em sumidouros de mercúrio altamente poluídos Fotos: Duke University, Emily Bernhard, Melissa Marchese, Unsplash

As emissões de mercúrio da mineração de ouro artesanal e de pequena escala em todo o Sul Global excedem a combustão de carvão como a maior fonte global de mercúrio. Foram examinados a deposição e armazenamento de mercúrio em uma área da Amazônia peruana fortemente impactada pela mineração artesanal de ouro. Florestas intactas na Amazônia peruana próximas à mineração de ouro recebem aportes extremamente altos de mercúrio e experimentam mercúrio total e metil mercúrio elevados na atmosfera, folhagem do dossel e solos. Nesse estudo, é mostrado pela primeira vez que um dossel de floresta intacto próximo à mineração artesanal de ouro intercepta grandes quantidades de mercúrio particulado e gasoso, a uma taxa proporcional à área foliar total. Também são documentados um acúmulo substancial de mercúrio em solos, biomassa e pássaros canoros residentes em algumas das áreas mais protegidas e biodiversas da Amazônia peruana.

epois de realizar a primeira medição de depósitos terrestres de metil mercúrio atmosférico – a forma mais tóxica de mercúrio – uma equipe internacional de pesquisadores descobriu que os níveis mais altos de poluição atmosférica por mercúrio no mundo agora são encontrados em áreas intocadas da floresta amazônica peruana. Em um estudo recente publicado na revista Nature Communications , os especialistas mostram que a mineração ilegal de ouro na Amazônia peruana está causando níveis excepcionalmente altos de poluição atmosférica por mercúrio na vizinha Estação Biológica Los Amigos.

Garimpeiros artesanais da Amazônia peruana usam fogueiras a céu aberto para extrair ouro, enviando metil mercúrio para a atmosfera

Campo ilegal de mineração de ouro em La Pampa, em Madre de Dios, selva do sul do Peru

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De acordo com o grupo, descobriu-se que uma área da floresta antiga abriga os níveis mais altos de mercúrio já registrados, rivalizando com áreas industriais onde o mercúrio é extraído. As aves desta área têm até 12 vezes mais mercúrio em seus sistemas do que as aves de áreas menos poluídas O mercúrio atmosférico é liberado quando garimpeiros ilegais queimam, em fornos a céu aberto, as pelotas que obtêm após separar partículas de ouro dos sedimentos dos rios usando mercúrio. A alta temperatura separa o ouro, que derrete, do mercúrio, que sobe em fumaça. Essa fumaça de mercúrio acaba sendo levada para o solo pela chuva, depositada na superfície das folhas ou absorvida diretamente nos tecidos das folhas.

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Vias de deposição de mercúrio no meio ambiente no processo de queima de um amálgama de mercúrio (Hg)–ouro (Au)

Para medir esse mercúrio, a pesquisadora Jacqueline Gerson e sua equipe coletaram amostras de ar, serapilheira, solo e folhas verdes do topo das árvores. Eles concentraram sua coleta em quatro tipos de ambientes: florestados e desmatados, próximos à atividade de mineração ou distantes da atividade de mineração. Duas das áreas florestais próximas à atividade de mineração são manchas com árvores pequenas e irregulares, e a terceira é a Estação Biológica Los Amigos, uma floresta primitiva intocada que nunca foi tocada. Os dados foram coletados na Concessão de Conservação Los Amigos ( n = 10 para Myrmotherula axillaris [invertívora do sub-bosque] e Phlegopsi nigromaculata [invertívora formiga], n = 46 para Pipra fasciicauda [frugívoro]; símbolo do triângulo vermelho) e o local remoto de Cocha Estação Biológica de Cashu ( n = 2 para cada espécie; símbolo do círculo verde). As concentrações efetivas (EC) nas quais o sucesso reprodutivo é reduzido em 10, 20 e 30% As áreas desmatadas, que receberiam mercúrio apenas por meio das chuvas, apresentaram baixos níveis de mercúrio, independentemente da distância da atividade de mineração. As áreas florestais, que acumulam mercúrio tanto nas folhas quanto no interior das árvores, não eram todas iguais. As quatro áreas com árvores desgrenhadas, duas próximas à atividade de mineração e duas mais distantes, tinham níveis de mercúrio que se assemelhavam às médias mundiais.

O mercúrio emitido como mercúrio elementar gasoso (GEM; Hg 0) pode passar por três vias atmosféricas para ser depositado na paisagem. Primeiro, o GEM pode ser oxidado a Hg iônico (Hg 2+), que pode ser arrastado em gotículas de água e depositado como deposição úmida ou seca nas superfícies foliares. Em segundo lugar, o GEM pode sorver para partículas atmosféricas (Hg p), que são interceptadas pelas folhas e, juntamente com o Hg iônico interceptado, são levadas para a paisagem por meio de escoamento. Terceiro, o GEM pode ser absorvido pelo tecido foliar e o Hg depositado na paisagem como lixo. O throughfall e a serapilheira juntos são considerados como uma estimativa da deposição total de Hg. Enquanto GEM também pode se difundir e adsorver em solos e lixo diretamente, este provavelmente não é um caminho importante para a entrada de Hg no ecossistema terrestre

Concentrações totais de mercúrio nas penas da cauda de espécies de aves na Amazônia peruana

Os dados foram coletados na Concessão de Conservação Los Amigos ( n = 10 para Myrmotherula axillaris [invertívora do sub-bosque] e Phlegopsi nigromaculata [invertívora formiga], n = 46 para Pipra fasciicauda [frugívoro]; símbolo do triângulo vermelho) e o local remoto de Cocha Estação Biológica de Cashu ( n = 2 para cada espécie; símbolo do círculo verde). As concentrações efetivas (EC) nas quais o sucesso reprodutivo é reduzido em 10, 20 e 30% são mostradas “Descobrimos que as florestas maduras da Amazônia próximas à mineração de ouro estão capturando grandes volumes de mercúrio

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atmosférico, mais do que qualquer outro ecossistema anteriormente estudado em todo o mundo”, disse Gerson em comunicado à mídia.

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Um mapa dos cinco locais de amostragem mostrados como círculos amarelos. Dois locais (Boca Manu, Chilive) estão localizados em áreas remotas à mineração artesanal de ouro, e três locais (Los Amigos, Boca Colorado e Laberinto) estão localizados em áreas impactadas pela mineração, com as cidades mineiras mostradas como triângulos azuis. A As inserções mostram um local remoto florestado típico e um local desmatado impactado pela mineração. Em todas as figuras, a linha tracejada representa a demarcação entre os dois locais remotos (à esquerda) e os três locais impactados pela mineração (à direita). B Concentrações de mercúrio elementar gasoso (GEM) em cada local para as estações seca de 2018 ( n = 1 amostra independente para cada local; símbolo quadrado) e úmida ( n = 2 amostras independentes; símbolo quadrado). C Concentração de mercúrio total na precipitação coletada em áreas florestadas (boxplots verdes) e desmatadas (boxplots marrons) durante a estação seca de 2018. Para todos os boxplots, a linha representa o valor mediano, a caixa mostra Q1 e Q3, e os bigodes denotam 1,5 vezes o intervalo interquartil ( n = 5 amostras independentes para cada local de floresta, n = 4 amostras independentes para cada local desmatado). D Concentração de mercúrio total em folhas coletadas durante a estação seca de 2018 do dossel de Ficus insipida e Inga feuillei (eixo esquerdo; símbolo quadrado verde escuro e triângulo verde claro, respectivamente) e como lixo a granel no chão (eixo direito; símbolo círculo verde oliva). Os valores são apresentados como média e desvio padrão ( n = 3 amostras independentes para folhas vivas para cada local, n = 1 amostra independente para serapilheira). E Concentração de mercúrio total em solos superficiais (top 0–5 cm) coletados durante a estação seca de 2018 ( n = 3 amostras independentes para cada local) em áreas florestadas (boxplots verdes) e desmatadas (boxplots marrons)

Concentrações de mercúrio em materiais depositantes e solos superficiais em Madre de Dios, Peru

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A mineração de ouro no Peru, fornecem novas evidências de como as pessoas estão alterando os ecossistemas de maneiras perigosas

Para todas as áreas florestais, ela e sua equipe mediram um parâmetro chamado ‘índice de área foliar’, que representa a densidade do dossel. Eles descobriram que os níveis de mercúrio estavam diretamente relacionados ao índice de área foliar: quanto mais denso o dossel, mais mercúrio ele contém. O dossel atua como um coletor para os gases e partículas provenientes da queima próxima de pellets de ouro-mercúrio.

Para estimar quanto do mercúrio capturado no dossel da floresta estava passando pela cadeia alimentar, a equipe mediu o mercúrio acumulado em penas de três espécies de pássaros canoros, em estações de reserva próximas e distantes da atividade de mineração. As aves de Los Amigos tinham em média três vezes e até 12 vezes mais mercúrio em suas penas do que as de uma estação biológica mais remota. Essas altas concentrações de mercúrio podem provocar um declínio de até 30% no sucesso reprodutivo dessas aves.

Mineração ilegal de ouro causa poluição de mercúrio devastadora na floresta peruana, diz estudo

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“Essas florestas estão prestando um enorme serviço ao capturar uma enorme fração desse mercúrio e impedir que ele chegue à piscina atmosférica global”, disse a coautora Emily Bernhard. “Isso torna ainda mais importante que eles não sejam queimados ou desmatados, porque isso liberaria todo esse mercúrio de volta à atmosfera.” Os pesquisadores e seus colegas, no entanto, entendem que encontrar uma solução para esse problema provavelmente não virá da proibição permanente da mineração de ouro . “Há uma razão pela qual as pessoas estão minerando”, disse Gerson. “É um meio de vida importante, então o objetivo não é se livrar completamente da mineração, nem é que pessoas como nós, vindos dos Estados Unidos, sejam as que imponham soluções ou determinem o que deve acontecer.” A cientista explicou que o objetivo por trás de seu estudo é destacar que as questões em torno do mercúrio são muito mais vastas do que a poluição da água e que é importante trabalhar com as comunidades locais para encontrar maneiras de os mineradores terem um meio de vida sustentável, protegendo os ecossistemas e os indígenas. comunidades de serem envenenadas pelo ar e pela água.

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Poluição nanoplástica encontrada em ambos os pólos da Terra pela primeira vez A função da floresta tropical é de importância global para as respostas às mudanças climáticas e é criticamente determinada pelos padrões de disponibilidade de água. A água subterrânea está intimamente relacionada com a água do solo através da profundidade do lençol freático (TP), mas historicamente negligenciada em estudos ecológicos por *Thalita Bandeira

Fotos: Ascom Inpa, Daniel Kukla/Divulgação), Flávia RC Costa/Divulgação), Juliana Schietti, New Phytologist, Unsplash

poluição nanoplástica foi detectada em regiões polares pela primeira vez, indicando que as minúsculas partículas agora estão difundidas em todo o mundo. As nanopartículas são menores e mais tóxicas que os microplásticos, que já foram encontrados em todo o mundo, mas o impacto de ambos na saúde das pessoas é desconhecido. A análise de um núcleo da calota de gelo da Groenlândia mostrou que a contaminação por nanoplásticos vem poluindo a região remota há pelo menos 50 anos. Os pesquisadores também ficaram surpresos ao descobrir que um quarto das partículas eram de pneus de veículos.

O estudo encontrou 13 nanogramas de nanoplásticos por mililitro de gelo derretido na Groenlândia, mas quatro vezes mais no gelo da Antártida

Poluição de nanoplásticos foi descoberta em ambas as regiões polares

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As nanopartículas são muito leves e acredita-se que sejam sopradas para a Groenlândia pelos ventos das cidades da América do Norte e da Ásia. Os nanoplásticos encontrados no gelo marinho no estreito de McMurdo, na Antártida, provavelmente foram transportados pelas correntes oceânicas para o continente remoto. Os plásticos fazem parte do coquetel de poluição química que permeia o planeta, que ultrapassou o limite seguro para a humanidade , informaram cientistas nesta terça-feira. A poluição plástica foi encontrada desde o cume do Monte Everest até as profundezas dos oceanos. As pessoas são conhecidas por comer e respirar microplásticos inadvertidamente e outro estudo recente descobriu que as partículas causam danos às células humanas. Dušan Materić, da Universidade de Utrecht, na Holanda e que liderou a nova pesquisa, disse: “Detectamos nanoplásticos nos cantos mais distantes da Terra, nas regiões polares sul e norte. Os nanoplásticos são muito ativos toxicologicamente em comparação, por exemplo, com os microplásticos, e é por isso que isso é muito importante”.

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O núcleo de gelo da Groenlândia tinha 14 metros de profundidade, representando camadas de neve que datam de 1965. “A surpresa para mim não foi que detectamos nanoplásticos lá, mas que detectamos todo o caminho até o núcleo”, disse Materić. “Assim, embora os nanoplásticos sejam considerados um novo poluente, na verdade eles estão lá há décadas”. Microplásticos já foram encontrados no gelo do Ártico antes, mas a equipe de Materić teve que desenvolver novos métodos de detecção para analisar as nanopartículas muito menores. Trabalhos anteriores também sugeriram que a poeira usada nos pneus provavelmente seria uma importante fonte de microplásticos oceânicos e a nova pesquisa fornece evidências do mundo real.

Núcleo de gelo recém-perfurado na Groenlândia

Na Groenlândia, o estudo encontrou 13 nanogramas de nanoplásticos por mililitro de gelo derretido

O novo estudo, publicado na revista Environmental Research, encontrou 13 nanogramas de nanoplásticos por mililitro de gelo derretido na Groenlândia, mas quatro vezes mais no gelo da Antártida.

Isso provavelmente ocorre porque o processo de formação do gelo marinho concentra as partículas. Na Groenlândia, metade dos nanoplásticos era polietileno (PE), usado em sacolas e embalagens plásticas de uso único.

Pesquisadores da Universidade de Utrecht, na Holanda, descobriram que os plásticos nocivos - incluindo partículas de pneus - poluem a Groenlândia (foto) há 50 anos

Estamos cada vez mais cercados por microplásticos perigosos

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Um quarto eram partículas de pneus e um quinto eram tereftalato de polietileno (PET), que é usado em garrafas de bebidas e roupas. Metade dos nanoplásticos no gelo da Antártida também eram PE, mas o polipropileno foi o segundo mais comum, usado para recipientes e tubos de alimentos. Nenhuma partícula de pneu foi encontrada na Antártida, que é mais distante das áreas povoadas. Os pesquisadores coletaram amostras apenas dos centros dos núcleos de gelo para evitar contaminação e testaram seu sistema com amostras de controle de água pura. Estudos anteriores encontraram nanopartículas de plástico em rios do Reino Unido, água do mar do Atlântico Norte e lagos na Sibéria e neve nos alpes austríacos.

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Dra. Fay Couceiro usando a nova tecnologia MicroRamen para testar a contaminação por microplásticos

“Mas assumimos que os hotspots são continentes onde as pessoas vivem”, disse Materić. Os pesquisadores escreveram: “Os nanoplásticos mostraram vários efeitos adversos nos organismos. A exposição humana a nanoplásticos pode resultar em citotoxicidade [e] inflamação”. “A coisa mais importante como pesquisador é medir com precisão [a poluição] e depois avaliar a situação”, disse Materić. “Estamos em um estágio muito inicial para tirar conclusões. Mas parece que em todos os lugares que analisamos, é um problema muito grande. Quão grande? Ainda não sabemos.”

A pesquisa está começando a ser realizada sobre o impacto da poluição plástica na saúde e o Dr. Fay Couceiro está liderando um novo grupo de microplásticos na Universidade de Portsmouth, Reino Unido. Um de seus primeiros projetos é com a confiança do NHS da universidade de hospitais de Portsmouth e investigará a presença de microplásticos nos pulmões de pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e asma. A pesquisa investigará se quartos recentemente acarpetados ou aspirados, que podem ter um alto número de fibras no ar, desencadeiam as condições dos pacientes.

“Além dos danos ambientais causados pelos plásticos, há uma preocupação crescente sobre o que a inalação e ingestão de microplásticos está fazendo com nossos corpos”, disse Couceiro. Sua pesquisa recente sugeriu que as pessoas podem estar respirando de 2.000 a 7.000 microplásticos por dia em suas casas. O professor Anoop Jivan Chauhan, especialista respiratório da confiança do NHS da universidade de hospitais de Portsmouth, disse: “Esses dados são realmente bastante chocantes. Potencialmente, cada um de nós inala ou engole até 1,8 milhão de microplásticos todos os anos e, uma vez no corpo, é difícil imaginar que eles não estejam causando danos irreversíveis”. As emissões médias são de cerca de 0,81 kg (1,78 libras) per capita, para um total de 6,1 milhões de toneladas; o desgaste dos freios acrescenta mais meio milhão de toneladas. E isso não é apenas pela queima de borracha como na minha foto, é pelo uso regular, pelo desgaste da direção. Pensava-se que a maior parte disso entrava nos oceanos através dos rios, mas acontece que eles são transportados pelo ar e são encontrados depositados no gelo nas regiões polares [*] Inpa

Emissões globais anuais de microplásticos rodoviários totais (partículas de desgaste de pneus, TWPs, em a), e partículas de desgaste de freio, BWPs, em b). As emissões TWP são a média das emissões calculadas usando o método da razão de CO2 e o modelo GAINS. Os números em negrito na parte inferior esquerda de cada painel representam as emissões anuais totais de TWPs e BWPs de veículos rodoviários para 2014, que foram estimados em 2907 e 174,6 kt, respectivamente O plástico dos pneus gera muito mais resíduos microplásticos do que qualquer outra fonte. Também é transportado pelo vento, daí o título O transporte atmosférico é um importante caminho de microplásticos para regiões remotas. TWPs = partículas de desgaste de pneus, de 0,81 kg ano−1 per capita, cerca de 6,1 milhões de toneladas (~1,8% da produção total de plástico) BWPs = partículas de desgaste de freio, adicionam mais 0,5 milhão de toneladas 50

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Pesquisa fortalece a ligação entre as geleiras e a Grande Inconformidade da Terra Restrições termo cronológicas na origem da Grande Inconformidade por *Dartmouth College

Fotos: C. Brenhin Keller, Eli Burakian / Dartmouth College, Kalin McDannell, Unsplash

ovas pesquisas fornecem mais evidências de que rochas que representam até um bilhão de anos de tempo geológico foram esculpidas por geleiras antigas durante o período da “Terra Bola de Neve” do planeta, de acordo com um estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. A pesquisa apresenta as últimas descobertas em um debate sobre o que causou a “Grande Inconformidade” da Terra - um intervalo de tempo no registro geológico associado à erosão de rochas de até 3 milhas de espessura em áreas ao redor do globo. “O fato de tantos lugares não terem as rochas sedimentares desse período de tempo tem sido uma das características mais intrigantes do registro das rochas”, disse C. Brenhin Keller, professor assistente de ciências da terra e pesquisador sênior do estudo. “Com esses resultados, o padrão está começando a fazer muito mais sentido.” A enorme quantidade de rocha perdida que veio a ser conhecida como a Grande Inconformidade foi nomeada pela primeira vez no Grand Canyon no final de 1800.

Os pesquisadores usaram dados termocronométricos de quatro locais da América do Norte para determinar a causa da “Grande Inconformidade” – uma perda maciça de rocha há cerca de 700 milhões de anos

A característica geológica conspícua é visível onde as camadas de rochas de períodos de tempo distantes são intercaladas, e

muitas vezes é identificada onde as rochas com fósseis ficam diretamente acima daquelas que não contêm fósseis.

Significado A Grande Inconformidade envolve uma lacuna comum de centenas de milhões a bilhões de anos no registro geológico. A causa desse tempo perdido há muito escapa de explicação, mas recentemente duas hipóteses opostas afirmam uma origem glacial ou de placas tectônicas no Neoproterozóico. Fornecemos evidências termocronológicas de resfriamento de rochas e vários quilômetros de exumação no Período Criogeniano em apoio a uma origem glacial para a erosão, contribuindo para a não conformidade do embasamento composto encontrado em todo o interior da América do Norte. A ampla sincronicidade deste sinal de resfriamento na escala continental só pode ser explicada pela denudação glacial. revistaamazonia.com.br

Pesquisa fortalece a ligação entre as geleiras e a Grande Inconformidade da Terra.indd 51

Mistério dos ‘bilhões de anos perdidos’ do Grand Canyon pode ser resolvido graças ao novo modelo tectônico

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“Este foi um momento fascinante na história da Terra”, disse Kalin McDannell, pesquisador de pós-doutorado em Dartmouth e principal autor do artigo. “A Grande Inconformidade prepara o terreno para a explosão cambriana da vida, que sempre foi intrigante, pois é tão abrupta no registro fóssil - os processos geológicos e evolutivos geralmente são graduais.”Por mais de um século, os pesquisadores procuraram explicar a causa da falta de tempo geológico. Nos últimos cinco anos, duas teorias opostas entraram em foco: uma explica que a rocha foi esculpida por geleiras antigas durante o período da Terra Bola de Neve, cerca de 700 a 635 milhões de anos atrás. O outro se concentra em uma série de eventos tectônicos de placas durante um período muito mais longo durante a montagem e separação do supercontinente Rodinia de cerca de 1 bilhão a 550 milhões de anos atrás. A pesquisa liderada por Keller em 2019 propôs pela primeira vez que a erosão generalizada por camadas de gelo continentais durante o intervalo glacial criogeniano causou a perda de rocha. Isso foi baseado em proxies geoquímicas que sugeriram que grandes quantidades de erosão em massa correspondiam ao período da Terra Bola de Neve.

No Ladder Canyon do Colorado, rochas que diferem em idade em cerca de um bilhão de anos estão juntas na Grande Inconformidade

“A nova pesquisa verifica e avança as descobertas do estudo anterior”, disse Keller. “Aqui estamos fornecendo evidências independentes de resfriamento de rochas e quilômetros de exumação no período criogeniano em uma grande área da América do Norte”.

O estudo conta com uma interpretação detalhada da termocronologia para fazer a avaliação. A termocronologia permite que os pesquisadores estimem a temperatura que os cristais minerais experimentam ao longo do tempo, bem como sua posição na crosta continental, dada uma estrutura térmica específica.

Em busca de um bilhão de anos perdidos no registro geológico. Perto de Manitou Springs, Colorado, onde um afloramento exposto mostra uma característica conhecida como “Grande Inconformidade”

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Causa finalmente resolvida. Uma enorme seção de rocha desaparecida conhecida como a Grande Inconformidade do Grand Canyon acabou sendo erodida por enormes geleiras derretendo

Essas histórias podem fornecer evidências de quando a rocha perdida foi removida e quando as rochas atualmente expostas na superfície podem ter sido exumadas. Os pesquisadores usaram várias medições de dados termocronométricos publicados anteriormente em quatro locais da América do Norte. As áreas, conhecidas como crátons, são partes do continente que são química e fisicamente estáveis, e onde a atividade das placas tectônicas não teria sido comum naquela época. Ao executar simulações que buscavam o caminho tempo-temperatura que as rochas experimentaram, a pesquisa registrou um sinal generalizado de resfriamento rápido e de alta magnitude que é consistente com cerca de 2 a 3 milhas de erosão durante as glaciações da Terra Bola de Neve no interior da América do Norte. “Enquanto outros estudos usaram a termocronologia para questionar a origem glacial, um fenômeno global como a Grande Inconformidade requer uma avaliação global”, disse McDannell. “A glaciação é a explicação mais simples para a erosão em uma vasta área durante o período da Terra Bola de Neve, já que se acreditava que as camadas de gelo cobriam a maior parte da América do Norte naquela época e podem ser escavadoras eficientes de rocha”. De acordo com a equipe de pesquisa, a teoria concorrente de que a atividade tectônica esculpiu a rocha perdida foi apresentada em 2020, quando um grupo de pesquisa

separado questionou se as geleiras antigas eram erosivas o suficiente para causar a perda maciça de rocha. Embora essa pesquisa também tenha usado a termocronologia, ela aplicou uma técnica alternativa em apenas um único local tectonicamente ativo e sugeriu que a erosão ocorreu antes da Terra Bola de Neve. “O conceito subjacente é bastante simples: algo removeu muita rocha, resultando em muito tempo perdido”, disse Keller. “Nossa pesquisa demonstra que apenas a erosão glacial pode ser responsável nessa escala.” Segundo os pesquisadores, as novas descobertas também ajudam a explicar as ligações entre a erosão da rocha e o surgimento de organismos complexos há cerca de 530 milhões de anos, durante a explosão cambriana. Acredita-se que a erosão durante o período da Terra Bola de Neve depositou sedimentos ricos em nutrientes no oceano que poderiam ter fornecido um ambiente fértil para os blocos de construção da vida complexa. O estudo observa que as duas hipóteses de como a rocha sofreu erosão não são mutuamente exclusivas – é possível que tanto a tectônica quanto a glaciação tenham contribuído para a ruptura do sistema global da Terra durante a formação da Grande Inconformidade. Parece, no entanto, que apenas a glaciação pode explicar a erosão no centro do continente, longe das margens tectônicas. “Em última análise, com relação à Grande Inconformidade, pode ser que a(s)

reconstrução(ões) geralmente aceita(s) de empacotamento equatorial mais concentrado dos continentes Rodinianos, juntamente com as condições ambientais únicas do Neoproterozóico, tenham provado ser uma época de serendipidade geológica diferente de qualquer outra. outros na história da Terra”, diz o trabalho de pesquisa. Segundo a equipe, esta é a primeira pesquisa que usa sua abordagem de modelagem termocronológica para estudar um período que se estende muito além de um bilhão de anos. No futuro, a equipe repetirá seu trabalho em outros continentes, onde espera testar ainda mais essas hipóteses sobre como a Grande Inconformidade foi criada e preservada. De acordo com a equipe, resolver as diferenças na pesquisa é fundamental para entender a história primitiva da Terra e a interconexão dos processos climáticos, tectônicos e biogeoquímicos. “O fato de que pode ter havido erosão tectônica ao longo das margens do cráton não exclui a glaciação”, disse McDannell. “As discordâncias são características compostas, e nosso trabalho sugere que a erosão criogeniana foi um dos principais contribuintes, mas é possível que tanto a erosão anterior quanto a posterior estejam envolvidas na formação da superfície de discordância em diferentes lugares. Um exame global nos dirá mais”.

[*] William Guenthner, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign; [**]Peter Zeitler da Universidade de Lehigh; e [***] David Shuster da Universidade da Califórnia, Berkeley e do Berkeley Geochronology Center são co-autores do artigo.

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O que seria necessário para tornar a IA ‘mais verde’? Com ondas de calor recordes em todo o mundo e inundações extremas afetando a Europa e a China , agora é um momento crucial para interrogar a interação da tecnologia e do meio ambiente, incluindo o papel da inteligência artificial (IA) Fotos: Entel Ocean, OYAK Cimento, Unsplash, WEF

que seria necessário para tornar a IA “mais verde”? Por um lado, primeiro precisamos reconhecer coletivamente os custos tangíveis para a criação e uso de sistemas de IA - que, na verdade, podem ser muito grandes. Estima-se que o GPT-3, um poderoso modelo de linguagem recente da OpenAI, tenha consumido energia suficiente no treinamento para deixar uma pegada de carbono equivalente a dirigir um carro da Terra até a Lua e vice-versa . Existem impactos benéficos que a IA pode ter em nosso relacionamento com o meio ambiente também. Um estudo abrangente em 2020 avaliou o impacto potencial da IA nos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas, abrangendo resultados sociais, econômicos e ambientais.

Interação da tecnologia, do meio ambiente com a IA

Resumo do impacto positivo e negativo da IA nos vários ODS

Evidência documentada do potencial da IA atuando como (a) um ativador ou (b) um inibidor em cada um dos ODS. Os números dentro dos quadrados coloridos representam cada um dos ODS (consulte os Dados Suplementares 1 ). As porcentagens no topo indicam a proporção de todos os alvos potencialmente afetados pela IA e aqueles no círculo interno da figura correspondem às proporções dentro de cada ODS. Os resultados correspondentes aos três grupos principais, nomeadamente Sociedade, Economia e Ambiente, também são apresentados no círculo exterior da figura. Os resultados obtidos quando o de evidência é levado em consideração são mostrados pela área sombreada interna e os valores entre colchetes revistaamazonia.com.br 54tipo REVISTA AMAZÔNIA

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Os pesquisadores descobriram que a IA poderia habilitar positivamente 93% das metas ambientais, incluindo a criação de cidades inteligentes e de baixo carbono; dispositivos e aparelhos da Internet das Coisas que podem modular seu consumo de eletricidade; melhor integração de energia renovável por meio de redes inteligentes; a identificação de tendências de desertificação por meio de imagens de satélite; e combate à poluição marinha.

Cimento e telecomunicações Os casos de uso de IA na indústria podem ajudar o meio ambiente e reduzir as emissões de carbono. Por exemplo, OYAK Cimento, um grupo de fabricação de cimento com sede na Turquia, está usando IA para reduzir significativamente sua pegada de carbono. De acordo com Berkan Fidan, diretor de desempenho e processo da OYAK Cimento: “O controle de processo auxiliado por IA da empresa ajuda a aumentar a eficiência operacional, o que significa maior produção com menor consumo de energia da unidade. Se considerarmos uma única fábrica de cimento de nível moderado de capacidade com 1 milhão de toneladas da produção de cimento, apenas 1 por cento de redução adicional de clínquer - com processo auxiliado por IA e controle de qualidade - produz uma redução de cerca de 7.000 toneladas de CO2 por ano. Isso equivale à absorção de CO2 de 320.000 árvores em um ano”. De acordo com o think tank Chatham House , o cimento é responsável por cerca de 8 por cento das emissões de CO2. Assim, há uma necessidade ambiental clara de melhorar a eficiência na fabricação de cimento e uma ferramenta para isso é a IA.

O cimento é responsável por cerca de 8 por cento das emissões de CO2

É necessário um esforço para combater com sucesso os incêndios florestais em todo o mundo

Levar em consideração as restrições de conservação de energia pode nos levar a inovações novas e criativas em IA. Outro exemplo de IA com impacto ambiental positivo diz respeito à Entel, a maior empresa chilena de telecomunicações, e dados de sensores para identificar incêndios florestais. É necessário um esforço colaborativo para combater com sucesso os incêndios florestais que têm ocorrido em muitas partes do mundo, incluindo a Grécia e o norte da Califórnia. O Chile é frequentemente afetado por mudanças climáticas severas e condições climáticas catastróficas, que anteriormente levaram ao pior incêndio florestal da história do Chile em 2017, que resultou na queima de cerca de 714.000 acres. Para um país repleto de maravilhas naturais, com uma população e economia que depende muito de florestas prósperas, qualquer tipo de incêndio é devastador.

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A Entel Ocean, unidade digital da Entel, procurou identificar incêndios com antecedência usando sensores IoT. Esses sensores atuam como um “nariz” digital colocado nas árvores, capaz de detectar partículas no ar. Os dados produzidos por esses sensores permitiram que a Entel Ocean usasse IA para prever automaticamente quando um incêndio florestal iria começar. “Detectamos um incêndio florestal 12 minutos antes dos métodos tradicionais - isso é muito importante quando se trata de prevenção de incêndios”, disse Lenor Ferrebuz Bastidas , porta-voz de soluções digitais corporativas da Entel Ocean. “Considerando que o fogo pode se espalhar em questão de segundos, cada minuto ajuda”.

Trade-offs (Escolha de uma opção em detrimento de outra) Por meio desses aplicativos, a IA pode ser uma ferramenta poderosa para combater as mudanças climáticas. Mas seu papel também como contribuidor não pode ser esquecido. Para tanto, o primeiro passo é promover a prática de avaliação de modelos mais holística e multidimensional. Até o momento, o principal foco da pesquisa e inovação tem sido a melhoria da precisão ou a criação de novos métodos de algoritmo.

Esses objetivos geralmente consomem quantidades cada vez maiores de dados, construindo modelos cada vez mais complexos. O exemplo mais revelador está no aprendizado profundo, em que os recursos computacionais aumentaram 300.000 vezes entre 2012 e 2018 .No entanto, a relação entre a precisão e a complexidade do modelo é logarítmica. Para aumentos exponenciais no tamanho do modelo e nos requisitos de treinamento, há melhorias lineares no desempenho.

Na busca pela precisão, menos prioridade é dada ao desenvolvimento de métodos com melhor tempo de treinamento ou eficiência de recursos. Seguindo em frente, precisamos reconhecer a compensação entre a precisão e a eficiência do modelo e a pegada de carbono do modelo, tanto durante o treinamento quanto ao fazer inferências. A pegada de carbono de um modelo pode ser complicada de determinar e comparar entre abordagens de modelagem e infraestruturas de data center. Um lugar razoável para começar pode ser avaliando o número de operações de ponto flutuante - isto é, uma contagem discreta de quantas operações matemáticas simples (por exemplo, multiplicação, divisão, adição, subtração e atribuição de variável) - que precisam ser realizadas para treinar um modelo. Este fator e outros podem afetar o consumo de energia junto com a arquitetura do modelo e os recursos de treinamento, como hardware, como GPU ou CPUs. Além disso, as considerações físicas de armazenamento e resfriamento dos servidores entram em jogo. Como complicação final, também importa de onde a energia é proveniente. Vamos perguntar: “Quanto mais podemos fazer com menos?” Levar em consideração as restrições de conservação de energia pode nos levar a inovações novas e criativas em IA. Ao basear-se nessa mentalidade em vez de quanto maior é sempre melhor e ao buscar casos de uso de IA no espaço ambiental, a IA pode permanecer na vanguarda, tornando-se uma tecnologia sustentável do futuro e um importante ativo na proteção de nosso clima global. [*] Fórum Econômico Mundial

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Estudo revela condições hostis na Terra à medida que a vida evoluiu Durante longos períodos dos últimos 2,4 bilhões de anos, a Terra pode ter sido mais inóspita à vida do que os cientistas pensavam anteriormente, de acordo com novas simulações de computador por *Universidade de Leeds

Fotos: Cooke et al. 2022 / Universidade de Leeds, Greg Cooke/Royal Society Open Science

Terra tem uma história longa e complexa desde sua formação, há cerca de 4,5 bilhões de anos. No começo era uma bola derretida, mas depois esfriou e se diferenciou. A Lua foi formada a partir de uma colisão entre a Terra e um protoplaneta chamado Theia (provavelmente), os oceanos foram formados e, em um ponto, cerca de 4 bilhões de anos atrás, a vida simples apareceu. Estes são os contornos gerais, e os cientistas trabalharam duro para completar uma linha do tempo detalhada da história da Terra. Mas há uma série de períodos importantes e incompreendidos na linha do tempo alinhados como alvos para o método científico. Uma delas diz respeito à radiação UV e seus efeitos na infância. Um novo estudo investiga os efeitos da radiação UV nas primeiras formas de vida da Terra e como ela pode ter moldado nosso mundo.

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Os níveis de radiação UV que atingem a superfície da Terra podem ter mudado nos últimos 2,4 bilhões de anos

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Usando um modelo climático de última geração, os pesquisadores agora acreditam que o nível de radiação ultravioleta (UV) que atinge a superfície da Terra pode ter sido subestimado, com níveis de UV sendo até dez vezes maiores. A radiação UV é emitida pelo sol e pode danificar e destruir moléculas biologicamente importantes, como proteínas. Efeitos desastrosos da radiação UV intensa Os últimos 2,4 bilhões de anos representam um capítulo importante no desenvolvimento da biosfera. Os níveis de oxigênio subiram de quase zero para quantidades significativas na atmosfera, com as concentrações flutuando, mas eventualmente atingindo as concentrações modernas há aproximadamente 400 milhões de anos. Durante esse período, organismos e animais multicelulares mais complexos começaram a colonizar a terra. Gregory Cooke, pesquisador PhD na Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leeds, liderou o estudo. Ele disse que as descobertas levantam novas questões sobre o impacto evolutivo da radiação UV, já que muitas formas de vida são afetadas negativamente por doses intensas de radiação UV. Ele disse: “Sabemos que a radiação UV pode ter efeitos desastrosos se a vida for exposta demais. Por exemplo, pode causar câncer de pele em humanos. Alguns organismos têm mecanismos de defesa eficazes e muitos podem reparar alguns dos danos causados pela radiação UV. “Embora quantidades elevadas de radiação UV não impedissem o surgimento ou a evolução da vida, ela poderia ter agido como uma pressão de seleção, com organismos mais capazes de lidar com maiores quantidades de radiação UV recebendo uma vantagem”.

A coluna de O3 é plotada (sobreposta à superfície da Terra) em Unidades Dobson (DU) para a atmosfera PI e todas as atmosferas onde apenas as concentrações de oxigênio foram alteradas. Observe as diferentes escalas nas barras de cores. Os trópicos se estendem por ambos os lados do equador, com os pólos no topo e na base dos mapas bidimensionais, e os extratrópicos em latitudes intermediárias

“Isso pode ter tido consequências fascinantes para a evolução da vida. Não se sabe exatamente quando os animais surgiram, ou quais as condições que encontraram nos oceanos ou em terra”, acrescenta Cooke.

“No entanto, dependendo das concentrações de oxigênio, animais e plantas poderiam ter enfrentado condições muito mais severas do que o mundo de hoje. Esperamos que o impacto evolutivo total de nossos resultados possa ser explorado no futuro”.

O nível de radiação UV poderia ter sido até 10 vezes maior do que se pensava anteriormente

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Esta figura é uma representação esquemática do modelo do sistema de aterramento WACCM6. Neste artigo, o WACCM6 usou um modelo totalmente interativo de modelos oceânicos e terrestres de gelo, gelo marinho, terrestre e atmosférico. O WACCM6 possui química e física totalmente integradas, esquema de física úmida de última geração e simula até aproximadamente 140 km de altitude em uma atmosfera pré-industrial

O trabalho pode auxiliar estudos futuros na reconstrução da história da atmosfera da Terra e no desenvolvimento de novas previsões sobre a atmosfera de planetas que orbitam outras estrelas, os chamados exoplanetas. A presença de certos gases, incluindo oxigênio e ozônio, pode indicar a possibilidade de vida celestial e ajudar na compreensão científica das condições da superfície em outros mundos. O trabalho, publicado na Royal Society Open Science, levanta novas questões sobre o impacto evolutivo da radiação UV, diz Gregory Cooke, pesquisador PhD da Universidade de Leeds , já que muitas formas de vida são afetadas negativamente por doses intensas de UV. radiação. “Sabemos que a radiação UV pode ter efeitos desastrosos se a vida for exposta demais”, diz Cooke. “Embora quantidades elevadas de radiação UV não impedissem o surgimento ou a evolução da vida, ela poderia ter agido como uma pressão de seleção, com organismos mais capazes de lidar com maiores quantidades de radiação UV recebendo uma vantagem”. Se a modelagem for indicativa de cenários atmosféricos durante a história oxigenada da Terra, então a Terra poderia ter sido banhada em radiação UV que foi muito mais intensa do que se acreditava por mais de um bilhão de anos.

A Terra primitiva era realmente terrível para a Vida

“Isso pode ter tido consequências fascinantes para a evolução da vida. Não se sabe exatamente quando os animais surgiram,

O Sol bombardeia a Terra com radiação ultravioleta, que é perigosa para a vida. A radiação UV é responsável por cerca de dez por cento da radiação do Sol revistaamazonia.com.br

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ou quais as condições que encontraram nos oceanos ou em terra”, acrescenta Cooke. “No entanto, dependendo das concentrações de oxigênio, animais e plantas poderiam ter enfrentado condições muito mais severas do que o mundo de hoje. Esperamos que o impacto evolutivo total de nossos resultados possa ser explorado no futuro”. O trabalho pode auxiliar estudos futuros na reconstrução da história da atmosfera da Terra e no desenvolvimento de novas previsões sobre a atmosfera de planetas que orbitam outras estrelas, os chamados exoplanetas. A presença de certos gases, incluindo oxigênio e ozônio, pode indicar a possibilidade de vida celestial e ajudar na compreensão científica das condições da superfície em outros mundos. REVISTA AMAZÔNIA

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Inovadores europeus aumentam a demanda por hidrogênio verde A inspiração para usar o abundante suprimento de água da Terra como fonte de hidrogênio combustível não é nova. Mas será que vai alimentar o futuro? Conheça dois inovadores líderes europeus que defendem o hidrogênio limpo como uma solução chave na construção de estratégias de descarbonização Fotos: Adelan, Arena Innovation, Unsplash

“Quase todo mundo na cidade trabalhava na fábrica. Meu pai também trabalhava lá. Mas mesmo que fosse claramente uma fonte de benefícios, percebi que havia tensão entre a indústria química e a degradação ambiental”, lembrou Kendall. Eu não conseguia entender por quê. Achei que deveria haver uma oportunidade de crescimento verde em tecnologia limpa. Acredito fortemente que a ciência ambiental não se trata apenas de proteção. É também uma questão de conservação de recursos, o que significa economia de custos.

Para Schuster, sua carreira na indústria automotiva foi a centelha que o levou no caminho das células a combustível a hidrogênio. Comecei como engenheiro de TI em Stuttgart e mais tarde morei no Japão - foi assim que aprendi sobre células a combustível de hidrogênio, disse ele. Foi assim que desenvolvi minha própria ideia de combinar os dois mundos: o mundo digital e as células de combustível e o mundo do hidrogênio.

oje, Schuster está criando uma plataforma digital que ele descreve como “H2 Metaverso” para facilitar a padronização de tecnologias de células a combustível de hidrogênio por meio de gêmeos digitais. E Kendall, que começou como um cientista ambiental, está demonstrando benefícios do mundo real ao expandir com sucesso tecnologias de hidrogênio verde, como células de combustível. Produzido pela divisão da água usando energia renovável, o hidrogênio limpo (também conhecido como hidrogênio verde) está na vanguarda da ciência e da sustentabilidade. É uma energia muito procurada, pois não polui o ar quando usada como combustível (ou carbono) no ponto de uso.

Hans Marius Schuster vem da capital automobilística da Alemanha, Stuttgart (uma das cidades mais poluídas do país). Michaela Kendall cresceu em uma cidade fabril de produtos químicos no noroeste da Inglaterra. Hoje eles têm uma missão: aumentar a competitividade de custos do hidrogênio limpo.

Vanguarda da ciência e da sustentabilidade

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“Parece que estamos no centro da tempestade, realmente parece”, disse Kendall. “É o momento absolutamente certo para usar células de combustível e hidrogênio. Na verdade, é uma validação do que pensávamos há tantos anos, quando começamos”. É uma energia muito procurada, pois não polui o ar quando usada como combustível (ou carbono) no ponto de uso. “Parece que estamos no centro da tempestade, realmente parece”, disse Kendall. “É o momento absolutamente certo para usar células de combustível e hidrogênio. Na verdade, é uma validação do que pensávamos há tantos anos, quando começamos”. Contando com 30 anos na economia do hidrogênio, Kendall é o CEO da Adelan (Birmingham, Reino Unido), que é uma das primeiras empresas de células de combustível do mundo. Sua empresa está trabalhando para comercializar uma tecnologia de energia limpa que Kendall co-inventou no início dos anos 1990. “É definitivamente um espaço fantástico”, acrescentou Kendall. “Era óbvio e inevitável naquela época, e a cada dia torna-se mais óbvio e mais inevitável”. Com os investimentos em alta, o hidrogênio pode ser a próxima engenhoca tanto para a proteção do clima quanto para a economia

Michaela Kendall a CEO da Adelan

Para os campeões do hidrogênio como Kendall, há tanta empolgação hoje quanto há 20 anos, quando a Comissão Europeia revelou sua ambiciosa “visão do hidrogênio”. Romano Prodi, presidente da Comissão Europeia na época, anunciou planos para reduzir a dependência da Europa do petróleo importado por meio da transição de uma economia baseada em combustível fóssil para uma economia baseada em hidrogênio.

Da quimera à realidade

“Nosso trabalho agora é dimensionar a economia do hidrogênio do zero, e nossos principais objetivos são melhorar a qualidade de nossas cidades, melhorar o estado de saúde das pessoas e reduzir as emissões de carbono e avançar para o zero líquido”, disse Kendall

“Parece que podemos estar em uma espécie de ponto crítico em que o hidrogênio pode realmente se formar”, acrescentou ela. “Mas também acho importante reconhecer que a narrativa atual não é muito correta publicamente. Precisamos começar a falar menos sobre hidrogênio e combustível e mais sobre tecnologias e hardware. Para mim, é a tecnologia que aproveita o combustível que é mais importante”.

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O hidrogênio representa uma fração modesta da matriz energética global e da UE. Mas, com os investimentos em alta, o hidrogênio pode ser a próxima engenhoca tanto para a proteção do clima quanto para a economia. Isso ficou claro na 26ª Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP26), que ocorreu em Glasgow, na Escócia, no mês passado. As possibilidades parecem infinitas para a energia do hidrogênio verde. No entanto, o desenvolvimento de uma economia de hidrogênio limpo requer oferta e demanda crescentes em conjunto. O sucesso depende do potencial de produção de grandes quantidades de hidrogênio eletrolítico verde. Reduções de custos e aumento de escala são tão importantes. E está ao seu alcance. Para garantir uma vantagem competitiva e limitar o aquecimento global a 1,5 ° C, a revolução da energia do hidrogênio precisa integrar sistemas, desenvolver habilidades, ampliar projetos e remover obstáculos políticos.

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A UE assumiu a liderança. Está investindo em eletrolisadores de nova geração (máquinas que separam a água em hidrogênio e oxigênio), o que a torna líder global em patentes e publicações sobre essa tecnologia. Estabelecer uma estrutura para uma economia global do hidrogênio é uma das principais prioridades da UE. Também está abrindo caminho para parcerias inovadoras, coordenação e padronização.

A corrida para escalar com sucesso Embora o interesse esteja disparando na Europa e em outros lugares, ainda há um longo caminho a percorrer. O hidrogênio verde atualmente é responsável por menos de 1% de toda a produção de hidrogênio. Um dos maiores obstáculos a superar é a escalabilidade. “Temos a tecnologia, temos os eletrolisadores e as células de combustível”, explicou Schuster, observando que tudo que você precisa para produzir hidrogênio verde é água e um grande eletrolisador e fontes renováveis de eletricidade. O armazenamento é outro grande problema a ser resolvido. Atualmente, é muito caro e ineficiente para uso generalizado em veículos, por exemplo. De acordo com Schuster, a maior parte da infraestrutura e das regras necessárias para apoiar a transição precisam ser definidas e ampliadas, conforme proposto pela Comissão Europeia em dezembro de 2021.

“Antes da pandemia, eu costumava viajar muito para a China e percebi que as pessoas querem cooperar. Para a cooperação é preciso comunicação, mas enquanto as ferramentas digitais utilizadas não estiverem interligadas a comunicação e a cooperação ficam inibidas”, afirmou. O acoplamento digital do setor é fundamental. “Precisamos fazer uma nova plataforma digital e trabalhar nela juntos. Fazemos isso o tempo todo na indústria automotiva”, explicou Schuster. “Os carros são fabricados na Alemanha com muitas peças que vêm da China. Para que as peças se encaixem, há padronização. Isso é crucial. Então, por que não aplicar o mesmo mecanismo para o mundo digital?”

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Como fundador e CEO da Arena Innovation, Schuster está usando sua nova plataforma como Mission Innovation Champion para avançar a energia e a transição digital para a célula de combustível e o domínio do hidrogênio. Gaia-X

“É assim que estamos construindo a chamada infraestrutura de dados digitais”, disse Schuster. “E o H2 Metaverso é um espaço de dados padronizado para a célula de combustível verde e de baixo carbono e domínio de hidrogênio com base na próxima geração da infraestrutura de dados Gaia-X para um ecossistema digital aberto, transparente e seguro onde dados e serviços podem ser disponibilizados , coletados e compartilhados de maneira confiável”.

A próxima geração de infraestrutura de dados tem um nome: Gaia-X. É uma iniciativa de projeto da Europa para a Europa e não só. Iniciado pela Alemanha e França em 2019, Gaia-X é o resultado de uma infinidade de plataformas individuais que seguem um padrão comum. Portanto, o que surge não é uma nuvem (como Amazon Web Services, Azure ou Google Cloud Platform), mas um sistema em rede que conecta muitos provedores de serviços em nuvem. O ecossistema consiste em três camadas arquitetônicas interconectadas: o ecossistema de dados, o ecossistema de infraestrutura e os serviços da federação. A grande questão agora é se o hidrogênio verde será capaz de competir com outras fontes de energia ou com o hidrogênio cinza produzido a partir de combustíveis fósseis. Embora não haja uma solução mágica, para Schuster e Kendall, o hidrogênio verde é certamente o objetivo final. Por enquanto, a corrida começou. Os anos seguintes verão desenvolvimentos que marcarão época para o clima e para o futuro de uma economia competitiva de hidrogênio que atenda a todas as nossas expectativas.

“Não há desculpa real para gerar poluição do ar - nós geramos o suficiente”, disse Kendall. “Há décadas sabemos como evitá-lo. Agora a questão é como fazemos isso em escala. Para mim, é importante tornar as coisas visíveis. É importante agora fornecer os produtos às pessoas e permitir que elas os experimentem. É hora de aumentar a conscientização e demonstrar além da prova de conceito”

Indústrias de hidrogênio de célula de combustível

“Para este fim, as PMEs estão desenvolvendo máquinas altamente eficientes e sustentáveis para a indústria de hidrogênio de célula de combustível, que depende do uso de tecnologias de inteligência artificial que desempenham um papel fundamental no sucesso da economia de hidrogênio de hoje”, concluiu Schuster.

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Repensando o mundo selvagem da diversidade de espécies em micróbios Efeitos de ordem superior, interações contínuas de espécies e evolução de características moldam a dinâmica espacial microbiana por *Universidade de Maryland

Fotos: Anshuman Swain, DOI: 10.1073 / pnas.2020956119, Universidade de Maryland

Uma representação conceitual do modelo com descrições de todos os parâmetros envolvidos

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s biólogos da Universidade de Maryland desenvolveram as primeiras simulações matemáticas de comunidades bacterianas que incorporam as complexas interações e a rápida evolução entre as bactérias e refletem a enorme diversidade de espécies vista na vida real. Seu trabalho, publicado recentemente, em 4 de janeiro de 2022, no Proceedings of the National Academy of Sciences, estabelece uma nova estrutura teórica para estudar as comunidades bacterianas e estabelece as bases para terapias com probióticos e antibióticos aprimoradas. Estudar comunidades bacterianas é um pouco como tentar entender a vida selvagem em um mundo onde elefantes com pele cinza enrugada e elefantes com penas disputam espaço no bebedouro ao lado de pássaros com troncos, zebras com escamas e leões que desenvolveram o gosto pela grama. No dia seguinte, novos animais podem aparecer com traços ainda mais entrecruzados. No mundo bacteriano, milhares de espécies podem existir lado a lado em um estado fluido de evolução. As bactérias individuais arrebatam pedaços de DNA de suas vizinhas, adquirindo rapidamente novos traços e confundindo as linhas entre as espécies. Somando-se ao caos, a comunidade está em um estado de guerra constante, definido por alianças complexas e em constante mudança. Algumas espécies devoram umas às outras ou expelem toxinas para matar ou incapacitar umas às outras, enquanto outras parecem proteger umas às outras dos agressores. “Este tipo de estado muito fluido entre as espécies e essas interações muito complexas não são algo que vemos na ecologia e evolução em nossa escala humana, então os modelos teóricos tradicionais não têm sido eficazes para explicar como as comunidades microbianas se agrupam e mantêm a diversidade”, disse Anshuman Swain, um Ph.D. em ciências biológicas. estudante da UMD e principal autor do novo estudo. Ter as ferramentas adequadas para estudar as comunidades microbianas é importante

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(veja a animação completa = www.bit.ly/ng-static1 www.bit.ly/ng-static1)) Comunidade bacteriana simulada se espalhando em um espaço como uma placa de Petri ou bancada de cozinha. Cores diferentes representam espécies diferentes, com espécies mais próximas aparentando cores mais semelhantes. Enquanto os modelos matemáticos tradicionais simulam o estado final de uma comunidade, esses modelos UMD são os primeiros a mostrar a evolução das comunidades bacterianas e suas complexas interações entre espécies

porque os micróbios são essenciais para a saúde humana e a vida na Terra. Micróbios causam e previnem doenças, decompõem alimentos e resíduos e ajudam a regular o sistema imunológico. E a diversidade de espécies nas comunidades bacterianas é crítica para tudo, desde um sistema digestivo saudável até uma resposta equilibrada aos antibióticos. As regras convencionais da biologia sugerem que a competição entre as espécies deve reduzir a diversidade e levar ao surgimento de algumas espécies distintas e dominantes. Claramente, essas regras não refletem a realidade sob o microscópio. Em parte, isso se deve ao fato de que geralmente são responsáveis apenas pelas interações

entre duas espécies de cada vez e não consideram a rápida velocidade de evolução observada nos micróbios. A falta de uma estrutura teórica apropriadamente sofisticada que explique as regras complexas que conduzem a dinâmica da comunidade tem impedido as tentativas de desenvolver previsões que os cientistas possam testar com experimentos significativos do mundo real. “Tem havido muito pouca teoria que incorpora interações complexas para dizer aos experimentalistas o que é possível, o que procurar ou como esperar que uma comunidade se comporte sob certas condições”, disse Swain.

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Dinâmica do sistema em três condições de exemplo de condições iniciais pertencentes a diferentes regimes de comportamento de perturbação espacial (baixo, médio e alto) ( A - C ). Instantâneos de cada simulação em diferentes passos de tempo (10, 100, 250 e 500) são mostrados nas colunas de 1 a 4. A dinâmica das respectivas espécies (em que cores diferentes representam “bins” de espécies diferentes) e dinâmica de diversidade são representados nas colunas 5 e 6, respectivamente. Nas colunas 5 e 6, o tempo necessário para a simulação se estabilizar (ou seja, o CFT) é denotado por uma linha vertical pontilhada vermelha. A comunidade existente depois que o sistema atingiu o CFT é denominada comunidade estável eco-evolucionária. O eixo contínuo da característica e a natureza mutável das características em conjunto permitem a simulação e visualização de comunidades hiper-diversas, contrastando com o número pequeno e fixo de espécies discretas e imutáveis em trabalhos anteriores

“É muito difícil fazer experimentos com muitas espécies, todas interagindo e influenciando as interações a jusante na comunidade. E então como você acompanha as mutações rápidas em cima disso?” Para resolver este problema, Swain trabalhou com o Distinguished University Professor of Biology Bill Fagan e Levi Fussell da University of Edinburgh para desenvolver simulações de computador que incorporaram essas complexidades únicas. Depois de executar mais de 10 milhões de simulações com uma variedade de parâmetros, a equipe identificou três fatores-chave que influenciam a diversidade de espécies, apontando pela primeira vez para aspectos da dinâmica da comunidade microbiana que os experimentalistas podem enfocar ao fazer perguntas sobre a diversidade microbiana: Com foco nesses três fatores, os pesquisadores desenvolveram algoritmos para simular o crescimento e a evolução das comunidades bacterianas. Seus modelos representaram uma diversidade sem precedentes em comunidades com um número quase ilimitado de espécies compartilhando características ao longo de um continuum. (Modelos matemáticos tradicionais que tentavam incorporar interações complexas entre espécies tendiam a se restringir a cinco ou menos espécies distintas).

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*Interações de ordem superior, que são interações entre duas ou mais espécies que são reguladas por uma ou mais espécies adicionais. Por exemplo, a espécie A produz uma toxina que mata a espécie B, mas a espécie C neutraliza essa toxina se estiver próxima e a espécie B sobreviver. *Transferência horizontal de genes, que cria um “espaço de características contínuo”. Isso significa que a mistura genética causa uma combinação de características entre espécies originalmente distintas e leva a uma comunidade com um continuum de características compartilhadas. *Altas taxas de mutação entre as espécies da comunidade. Resultado Depois de executar 10,49 milhões de simulações em uma ampla gama de combinações de parâmetros, fora observados fortes diferenças na heterogeneidade espacial entre as execuções. Classificamos este comportamento em três categorias principais, dependendo apenas do nível observado de perturbação espacial (perturbação baixa, média e alta. Essas três categorias apresentavam diferenças entre e dentro das categorias na dinâmica espaço-temporal da comunidade, mas exibiam regimes de perturbação semelhantes dentro das categorias. Em seus modelos, Swain e seus colegas descobriram que o melhor preditor da diversidade de espécies era o tempo que uma comunidade levava para atingir o equilíbrio, o

que significa que o número de bactérias e o espaço físico que ocupavam eram relativamente estáveis. Quando uma comunidade se estabilizou muito rapidamente ou muito lentamente, a diversidade caiu e apenas algumas espécies dominaram. Mas em algum ponto intermediário, a diversidade floresceu. Naquela zona intermediária, a taxa de mutação e mobilidade de uma bactéria em uma comunidade (até onde ela pode se espalhar em um novo território) ditou a quantidade de diversidade em uma comunidade. Equipados com essa nova estrutura, os experimentalistas devem estar mais bem preparados para abordar questões importantes, como desenvolver antibióticos que mantenham a diversidade no microbioma intestinal ou como evitar que cepas de bactérias resistentes a antibióticos dominem uma infecção.

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