O gelo pode dissolver minerais de ferro de forma mais eficaz do que a água líquida, de acordo com um novo estudo da Universidade de Umeå. A descoberta pode ajudar a explicar por que muitos rios árticos estão se tornando laranja enferrujado à medida que o permafrost descongela em um clima em aquecimento.
O estudo, recentemente publicado na revista científica PNAS, mostra que o gelo a menos dez graus Celsius libera mais ferro de minerais comuns do que a água líquida a quatro graus Celsius. Isso desafia a crença há muito estabelecida de que ambientes congelados retardam reações químicas.
“Pode parecer contraintuitivo, mas o gelo não é um bloco congelado passivo”, diz Jean-François Boily, professor da Universidade de Umeå e coautor do estudo. “A congelamento cria microcasas de água líquida entre cristais de gelo. Essas atuam como reatores químicos, onde os compostos se tornam concentrados e extremamente ácidos. Isso significa que podem reagir com minerais de ferro mesmo a temperaturas tão baixas quanto menos 30 graus Celsius.”
Para entender o processo, os pesquisadores estudaram goethita – um mineral de óxido de ferro amplamente disseminado – juntamente com um ácido orgânico natural, usando microscopia avançada e experimentos.
Eles descobriram que ciclos repetidos de congelamento e descongelamento tornam a dissolução do ferro mais eficiente. À medida que o gelo congela e descongela, compostos orgânicos que anteriormente estavam presos no gelo são liberados, alimentando reações químicas adicionais. A salinidade também desempenha um papel crucial: água doce e salobra aumentam a dissolução, enquanto a água do mar pode suprimir esse processo.
As descobertas se aplicam principalmente a ambientes ácidos, como locais de drenagem de minas, poeira congelada na atmosfera, solos ácidos de sulfato ao longo da costa do Mar Báltico ou em qualquer ambiente congelado ácido onde minerais de ferro interagem com compostos orgânicos. O próximo passo é descobrir se o mesmo é verdadeiro para todos os materiais que contêm ferro no gelo. Isso é o que a pesquisa em andamento no laboratório de Boily revelará em breve.
“À medida que o clima aquece, os ciclos de congelamento e descongelamento se tornam mais frequentes”, diz Angelo Pio Sebaaly, estudante de doutorado e primeiro autor do estudo. “Cada ciclo libera ferro dos solos e do permafrost na água. Isso pode afetar a qualidade da água e os ecossistemas aquáticos em vastas áreas.”
As descobertas mostram que o gelo não é um meio de armazenamento passivo, mas um ator ativo. À medida que o congelamento e descongelamento aumentam nas regiões polares e montanhosas, o impacto nos ecossistemas e no ciclo natural dos elementos pode ser significativo.