Emissões mais profundas de hidratos de metano: Freya Hydrate Mounds na Dorsal de Molloy a 3,640 metros

Durante uma recente missão científica ao Ártico, uma equipa internacional identificou a emissão mais profunda de hidratos de gás alguma vez registada no planeta, a mais de três quilómetros e meio abaixo da superfície do oceano. O que foi observado está a levar os investigadores a reavaliar, em simultâneo, a forma como se pensa a energia do futuro e os riscos climáticos que podem estar “aprisionados” no fundo do mar.

Um foco escondido na Dorsal de Molloy

A descoberta aconteceu no âmbito da expedição Ocean Census Ártico Profundo – EXTREME24, que se concentrou na Dorsal de Molloy, uma dorsal tectónica profunda no Mar da Gronelândia, entre Svalbard e a Gronelândia. Enquanto a equipa cartografava o fundo oceânico, os instrumentos detetaram duas colunas muito altas de gás a subir a partir das profundezas.

Estas plumas, constituídas por bolhas de metano, atingem alturas notáveis: uma eleva-se cerca de 1,770 metros acima do fundo marinho e a outra aproximadamente 3,355 metros. Ambas começam por volta dos 3,640 metros de profundidade, numa área que passou a ser designada por Freya Hydrate Mounds.

"A cerca de 3,640 metros abaixo do nível do mar, as Freya Hydrate Mounds acolhem as emissões de hidratos de metano mais profundas até agora registadas na Terra."

Para perceber o que se passava no fundo, os investigadores utilizaram um veículo operado remotamente (ROV). As câmaras e os sensores mostraram montículos cónicos formados por hidratos de gás - cristais sólidos, semelhantes a gelo, nos quais as moléculas de água aprisionam gás, sobretudo metano, no interior da sua estrutura.

Estes montículos encontram-se numa zona a que os cientistas chamam “exsudação fria”: locais onde fluidos frios, ricos em hidrocarbonetos, vão emergindo lentamente do subsolo marinho através de fraturas, alimentando reações químicas e ecossistemas pouco comuns.

Um ecossistema extremo que não devia existir, mas existe

Exsudações frias a estas profundidades são invulgares. Até aqui, exsudações de metano e depósitos de hidratos tinham sido sobretudo descritos em taludes continentais, normalmente a menos de 2,000 metros. O local de Freya está quase ao dobro dessa profundidade, no centro de uma dorsal oceânica e longe das margens continentais típicas.

Ainda assim, e contrariando o que seria expectável, a área está cheia de vida adaptada a um ambiente sem luz. A energia não vem da fotossíntese, mas da quimiossíntese, em que microrganismos transformam compostos inorgânicos em alimento.

Entre os organismos registados nas Freya Hydrate Mounds contam-se:

• vermes tubulares a viverem em aglomerados compactos no fundo marinho
• bivalves, como amêijoas e mexilhões, com bactérias simbióticas
• gastrópodes, incluindo caracóis especializados de mar profundo
• crustáceos a alimentar-se de restos na área em torno dos montículos de hidratos

A comunidade biológica é surpreendentemente semelhante à que se observa em fontes hidrotermais do Ártico, onde fluidos quentes jorram por chaminés vulcânicas. A diferença é que Freya é um sistema frio, alimentado por metano e outros hidrocarbonetos, e não por água sobreaquecida.

"As Freya Hydrate Mounds sustentam uma comunidade quimiossintética comparável à de campos de fontes hidrotermais do Ártico, mas enraizada em exsudação fria de metano em vez de calor vulcânico."

Há ainda outro aspeto importante: estes depósitos não são estáticos. As imagens do fundo indicam que os montículos se formam, se desestabilizam e acabam por colapsar. Movimentos tectónicos, o fluxo de calor proveniente do interior da Terra e alterações nas condições ambientais contribuem para este ciclo.

O que são, afinal, os hidratos de gás

Os hidratos de gás são muitas vezes apelidados de “gelo inflamável”. Quando se combinam temperaturas baixas e pressões elevadas, as moléculas de água organizam-se numa estrutura cristalina tipo “gaiola”, capaz de aprisionar moléculas de gás como o metano.

A maior parte dos hidratos marinhos forma-se nos poros dos sedimentos ao longo de taludes continentais, onde a matéria orgânica soterrada se degrada lentamente e liberta metano. Nesses locais, a água fria, a elevada pressão exercida pela coluna de água e a disponibilidade de carbono criam uma zona de estabilidade para os hidratos.

Condições-chave para a formação de hidratos de metano	Função
Baixa temperatura	Ajuda a água a formar estruturas sólidas em torno das moléculas de gás
Alta pressão	Força o gás a entrar na estrutura cristalina e mantém a estabilidade
Sedimentos ricos em matéria orgânica	Fornecem a fonte de metano durante a decomposição

Se a temperatura subir ou a pressão diminuir, esta estrutura frágil deixa de se sustentar. O hidrato “derrete” e o metano liberta-se sob a forma de bolhas, que aumentam e se expandem à medida que sobem na coluna de água.

Uma enorme reserva de energia com desvantagens complexas

Os cientistas estimam que mais de 100,000 trillion cubic metres de metano possam estar armazenados como hidratos de gás em sedimentos do fundo marinho e em pergelissolo em terra. Esse volume rivaliza - e poderá mesmo ultrapassar - as reservas conhecidas de gás convencional.

"Os hidratos de gás provavelmente representam o maior reservatório único de gás natural do planeta, mas continuam a ser dos mais inacessíveis e arriscados de explorar."

O metano queima de forma mais limpa do que o carvão ou o petróleo, libertando menos dióxido de carbono por unidade de energia produzida. Por isso, pode parecer atrativo como “combustível de transição” em processos de mudança energética. Em teoria, depósitos como Freya poderiam surgir como alvos futuros de extração.

No entanto, há vários entraves significativos:

• A tecnologia atual não consegue extrair metano de hidratos de forma fiável sem desestabilizar o fundo marinho.
• O derretimento dos hidratos pode provocar libertações súbitas de metano, com riscos de segurança e ambientais.
• Locais remotos em mar profundo são caros e difíceis de alcançar do ponto de vista logístico.
• Ecossistemas únicos podem ser destruídos antes de serem estudados adequadamente.

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

Uma retroalimentação climática escondida sob as ondas

As Freya Hydrate Mounds voltam a colocar no centro das atenções um ciclo de retroalimentação potencialmente preocupante. À medida que a temperatura do oceano aumenta, mesmo as águas profundas em regiões polares podem aquecer lentamente. Esse aquecimento tende a reduzir a estabilidade dos hidratos de metano.

Quando os hidratos começam a fundir, as bolhas sobem. Parte do metano dissolve-se no oceano e pode ser consumida por microrganismos. Ainda assim, uma fração pode atingir a atmosfera, sobretudo em mares mais rasos ou em zonas com forte ressurgência.

"O aquecimento do mar ameaça desestabilizar hidratos de metano, libertar gases com efeito de estufa adicionais e agravar o próprio aquecimento que desencadeou o processo."

Os investigadores procuram agora perceber se locais árticos profundos como Freya já estão a sofrer alterações subtis, ou se, para já, permanecem maioritariamente inalterados. Monitorização de longo prazo ajudaria a quantificar quanto metano é libertado, quanto é consumido na água e se alguma parte chega ao ar.

Conciliar ambições energéticas com a proteção do mar profundo

A descoberta em Freya acrescenta peso às discussões sobre o que deve ser permitido no oceano profundo. Por um lado, os hidratos de gás podem ser vistos como uma grande reserva energética para países que procuram abastecimento estável. Por outro, montículos intocados como estes albergam espécies altamente especializadas e recursos genéticos que podem ter valor médico ou biotecnológico.

Qualquer avanço no sentido de extrair hidratos teria de ponderar:

• o risco de deslizamentos do fundo marinho desencadeados pela desestabilização dos hidratos
• a possibilidade de fugas súbitas de metano, difíceis de controlar
• a perda de comunidades de mar profundo de crescimento lento
• as incertezas sobre como perturbações locais podem propagar efeitos por sistemas oceânicos mais amplos

Termos-chave que ajudam a interpretar a descoberta

Vários conceitos técnicos são essenciais para entender este caso. Uma “exsudação fria” é um local onde fluidos ricos em metano e outros hidrocarbonetos saem do fundo marinho a temperaturas próximas das da água do mar envolvente, em vez de serem aquecidos, como acontece em fontes hidrotermais.

“Quimiossíntese” refere-se ao processo pelo qual microrganismos usam energia química desses fluidos para produzir matéria orgânica. No escuro, esta via sustenta uma cadeia alimentar, tal como as plantas alimentam a maioria dos ecossistemas à superfície através da fotossíntese.

“Hidratos de gás” não correspondem a um único mineral, mas sim a uma família de estruturas. A respetiva zona de estabilidade depende fortemente da temperatura, da pressão e da composição do gás. Alterações pequenas num destes fatores podem empurrar um depósito para além do limite entre estados estáveis e instáveis.

Como poderá ser a investigação futura

A equipa científica já está a delinear os próximos passos para as Freya Hydrate Mounds. Missões futuras poderão recorrer a levantamentos repetidos com ROV, observatórios no fundo e sensores químicos ancorados junto às áreas de emissão para medir o fluxo de bolhas, as temperaturas dos sedimentos e pequenas mudanças nos montículos.

Simulações computacionais poderão testar diferentes cenários: aquecimento do oceano por uma fração de grau, aumento da atividade tectónica ou perturbação humana associada a uma eventual perfuração. Cada cenário ajuda a estimar a rapidez com que um local destes pode transformar-se, quanto metano poderá ser mobilizado e que componentes do ecossistema são mais vulneráveis.

Por enquanto, Freya funciona como laboratório natural e como sinal de alerta. Mostra quanta energia permanece congelada sob o fundo marinho e como essa energia está intimamente ligada a formas de vida delicadas e a um sistema climático já sob pressão.

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