Montes de Hidratos de Freya: a emissão mais profunda de hidratos de gás de metano na Dorsal de Molloy

Durante uma expedição científica recente ao Ártico, uma equipa internacional identificou a emissão de hidratos de gás mais profunda alguma vez observada no planeta, a mais de três quilómetros e meio abaixo da superfície do oceano. O que foi descoberto está a levar os investigadores a reavaliar tanto planos energéticos futuros como riscos climáticos escondidos no fundo do mar.

Um foco oculto na Dorsal de Molloy

A descoberta surgiu no âmbito da expedição Ocean Census Arctic Deep – EXTREME24, que se concentrou na Dorsal de Molloy, uma dorsal tectónica profunda no Mar da Gronelândia, entre Svalbard e a Gronelândia. Enquanto cartografavam o fundo oceânico, os instrumentos detetaram duas colunas imponentes de gás a subir desde grandes profundidades.

Estas plumas, compostas por bolhas de metano, atingem alturas notáveis: uma eleva-se cerca de 1.770 metros acima do fundo, e a outra aproximadamente 3.355 metros. Ambas têm origem por volta dos 3.640 metros de profundidade, numa área que passou a chamar-se Montes de Hidratos de Freya.

"A cerca de 3.640 metros abaixo do nível do mar, os Montes de Hidratos de Freya albergam as emissões de hidratos de metano mais profundas alguma vez registadas na Terra."

Para perceber o que se passava no leito marinho, os investigadores recorreram a um veículo operado remotamente (ROV). As câmaras e os sensores mostraram montículos cónicos feitos de hidratos de gás - cristais sólidos, semelhantes a gelo, nos quais moléculas de água aprisionam gás (sobretudo metano) na sua estrutura.

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

Um ecossistema extremo que não deveria existir - mas existe

Exsudações frias a profundidades tão grandes são invulgares. Até aqui, as exsudações de metano e os depósitos de hidratos tinham sido sobretudo descritos em taludes continentais, normalmente a menos de 2.000 metros. O local de Freya encontra-se a quase o dobro dessa profundidade, no centro de uma dorsal oceânica, longe das margens continentais típicas.

Apesar do que se esperaria, a área está repleta de vida adaptada a um ambiente sem luz solar. Aqui, a energia não vem da fotossíntese, mas sim da quimiossíntese, em que microrganismos transformam compostos inorgânicos em alimento.

Entre os organismos registados nos Montes de Hidratos de Freya contam-se:

• vermes tubícolas a viver em agregados densos no fundo do mar
• bivalves, como amêijoas e mexilhões, com bactérias simbióticas
• gastrópodes, incluindo caracóis de profundidade especializados
• crustáceos a aproveitar detritos na zona dos montes de hidratos

A fauna é surpreendentemente semelhante à observada em fontes hidrotermais do Ártico, onde fluidos quentes irrompem de chaminés vulcânicas. No entanto, Freya é um sistema frio, impulsionado por metano e outros hidrocarbonetos, e não por água sobreaquecida.

"Os Montes de Hidratos de Freya sustentam uma comunidade quimiossintética comparável aos campos de fontes hidrotermais do Ártico, mas assente em exsudação fria de metano em vez de calor vulcânico."

Há ainda outro aspeto essencial: estes depósitos não são estáticos. As imagens do fundo sugerem que os montes se formam, perdem estabilidade e acabam por colapsar. Movimentos tectónicos, fluxo de calor a partir do interior da Terra e alterações nas condições ambientais contribuem para este ciclo.

O que são, na prática, os hidratos de gás

Os hidratos de gás são muitas vezes apelidados de “gelo inflamável”. Quando existem condições adequadas de baixa temperatura e alta pressão, as moléculas de água organizam-se num reticulado cristalino que funciona como uma “gaiola”, aprisionando moléculas de gás, como o metano.

A maior parte dos hidratos marinhos forma-se nos poros de sedimentos em taludes continentais, onde matéria orgânica soterrada no fundo vai sendo decomposta lentamente, libertando metano. Nesses locais, a combinação de águas frias, elevada pressão e abundância de carbono cria uma zona de estabilidade dos hidratos.

Condições-chave para a formação de hidratos de metano	Papel
Baixa temperatura	Facilita a formação de estruturas sólidas de água em torno das moléculas de gás
Alta pressão	Força o gás a entrar na estrutura cristalina e ajuda a mantê-la estável
Sedimentos ricos em matéria orgânica	Fornecem a fonte de metano durante a decomposição

Se a temperatura aumentar ou a pressão diminuir, esta estrutura frágil falha. O hidrato derrete e o metano liberta-se sob a forma de bolhas, que crescem e se expandem à medida que sobem pela coluna de água.

Uma reserva energética enorme com contrapartidas difíceis

Os cientistas estimam que mais de 100.000 biliões de metros cúbicos de metano possam estar armazenados como hidratos de gás em sedimentos do fundo oceânico e no permafrost em terra. Este volume rivaliza - e possivelmente ultrapassa - as reservas conhecidas de gás convencional.

"Os hidratos de gás representam provavelmente a maior reserva única de gás natural do planeta, mas continuam a ser das mais difíceis de aceder e das mais arriscadas de explorar."

O metano arde de forma mais limpa do que o carvão ou o petróleo, libertando menos dióxido de carbono por unidade de energia produzida. Isso torna-o atrativo como potencial “combustível de transição” em processos de mudança energética. À primeira vista, depósitos de hidratos como os de Freya poderiam parecer alvos futuros de extração.

No entanto, existem vários entraves:

• A tecnologia atual não consegue extrair metano de hidratos de forma fiável sem desestabilizar o fundo marinho.
• O degelo de hidratos pode provocar libertações súbitas de metano, com riscos de segurança e impactos ambientais.
• As localizações remotas em grande profundidade são caras e difíceis de alcançar do ponto de vista logístico.
• Ecossistemas únicos podem ser destruídos antes de serem estudados de forma adequada.

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

Um mecanismo de retroação climática escondido sob as ondas

Os Montes de Hidratos de Freya voltam a colocar em destaque um ciclo de retroação preocupante. À medida que a temperatura do oceano aumenta, até as águas profundas em regiões polares podem aquecer lentamente. Essa mudança pode reduzir a estabilidade dos hidratos de metano.

Quando os hidratos começam a derreter, as bolhas de metano sobem. Parte do metano dissolve-se na água e pode ser consumida por microrganismos. Ainda assim, uma fração pode alcançar a atmosfera, sobretudo em mares mais rasos ou em regiões com ressurgência intensa.

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

Os investigadores procuram agora perceber se locais profundos no Ártico, como Freya, já mostram alterações subtis ou se, por enquanto, permanecem em grande medida estáveis. A 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 também reforça o debate sobre o que deve ser permitido no oceano profundo. Por um lado, os hidratos de gás podem ser vistos como uma reserva energética vasta para países à procura de abastecimento estável. Por outro, montes intocados como estes acolhem espécies altamente especializadas e recursos genéticos com potencial valor médico ou biotecnológico.

Qualquer avanço futuro no sentido da extração de hidratos teria de ponderar:

• o risco de deslizamentos submarinos 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 repercutir-se em sistemas oceânicos mais amplos

Termos-chave para interpretar a descoberta

Vários termos técnicos estão no centro desta história. Uma exsudação fria é um local onde fluidos ricos em metano e outros hidrocarbonetos se libertam do fundo marinho à temperatura ambiente da água, em vez de serem aquecidos como acontece nas fontes hidrotermais.

Quimiossíntese é o processo em que microrganismos usam a energia química desses fluidos para produzir matéria orgânica. Na escuridão, esta via sustenta uma cadeia alimentar, tal como as plantas sustentam a maioria dos ecossistemas à superfície através da fotossíntese.

Os hidratos de gás não correspondem a um único mineral, mas sim a uma família de estruturas. A sua zona de estabilidade depende fortemente da temperatura, da pressão e da composição do gás. Pequenas variações num destes fatores podem fazer um depósito cruzar o limiar entre estados estáveis e instáveis.

Como poderá ser a investigação futura

Os cientistas já estão a delinear os próximos passos para os Montes de Hidratos de Freya. Missões futuras poderão recorrer a campanhas repetidas com ROV, a observatórios no fundo e a sensores químicos ancorados junto das saídas de fluido para medir o fluxo de bolhas, a temperatura dos sedimentos e pequenas alterações nos montes.

Simulações computacionais poderão explorar diferentes cenários: aquecimento do oceano por uma fração de grau, aumento da atividade tectónica ou perturbações humanas associadas a perfuração potencial. Cada cenário ajuda a estimar a velocidade a que um local destes pode mudar, quanto metano poderá ser mobilizado e quais as componentes do ecossistema mais vulneráveis.

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