Experiência num dos dois furos da sala de geociências de Rennes. Créditos: Jean-Claude Moschetti/OSERen/Imagens CNRS
O primeiro orgulho deste novo local de investigação gerido pelo Observatório de Ciências Ambientais de Rennes (OSERen) reside nestes dois furos de 100 metros de profundidade alojados numa sala com tecto alto. Os pesquisadores estão lá no seco para coletar água subterrânea que será usada em experimentos. “A palavra-chave é interdisciplinaridadediz Dimitri Lague, diretor da OSERen. Nosso assunto requer habilidades de hidrogeologia, microbiologia, agronomia, sensoriamento remoto e microfluídica e até mesmo direito e arqueologia.”. O gerenciamento da perfuração dentro do laboratório permite, assim, criar o mesmo local de experimentos para todas as disciplinas.
Novas ferramentas para medir as características das águas subterrâneas
Estas duas perfurações já fornecem informações surpreendentes. Assim, a temperatura da água subterrânea. Logicamente, quanto mais profunda a água está localizada, mais quente ela é, porque está mais próxima do calor emitido pelo núcleo da Terra. “Mas conseguimos determinar que ao longo das primeiras dezenas de metros, um aumento de 3°C nestas águas é causado em parte pela temperatura superficial e, portanto, podemos agora afirmar que as alterações climáticas também influenciam as águas subterrâneas.” explica Maria Klepikova, pesquisadora do CNRS na Géosciences Rennes.
Além das variações na temperatura das águas subterrâneas, o laboratório pretende compreender melhor como a água se comporta dentro das rochas. Os pesquisadores querem saber como ele se infiltra nas camadas mais profundas, seja através do filtro de agregados porosos ou viajando através de falhas nas rochas”,As nossas experiências recentes mostram que este labirinto poroso desempenha um papel fundamental no transporte, mistura e produção de elementos químicos essenciais à vida.garante Joris Heyman, pesquisador especializado em mecânica dos fluidos. Mas a água também transporta poluição humana, como nitratos, antibióticos e até PFAS.“. Como todos esses parâmetros interagem? É do lado da teoria do caos que Joris Heyman busca explicações. Uma pequena contribuição de matéria nova pode de fato ter consequências muito significativas a quilômetros do ponto de origem. entrada da substância, após um viagem perigosa através do solo.
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Ligações estreitas entre pesquisas de laboratório e experimentos ao ar livre
É por isso que o salão está associado ao “observatório de zona crítica” de Ploemeur-Guidel em Morbihan. Esta área que abrange a costa urbanizada de Ploemeur e as áreas naturais de Guidel tem sido utilizada para monitorizar a qualidade das águas subterrâneas há mais de trinta anos. “Podemos, assim, tentar medir as variações na qualidade dos recursos causadas por mudanças no uso da terra, como mudanças nas práticas agrícolas, por exemplo, e antecipar a sustentabilidade dos serviços prestados aos seres humanos – como a água potável – sob as restrições das alterações climáticas”.explica Laurent Longuevergne, investigador do CNRS responsável por este workshop ao ar livre. O salão permitirá desenvolver ferramentas adaptadas às necessidades da pesquisa de campo. “Porque uma das principais missões do salão é justamente incentivar a construção de instrumentos de medição inovadores.“, lembra Olivier Bour, professor da Géosciences Rennes.
Medições feitas no lençol freático no local da OZCAR em Ploemeur-Guidel. Créditos: Hubert Raguet/IR OZCAR
Outra surpresa do estudo da perfuração de Rennes: as imagens tiradas ao longo do conduto de 100 metros revelam florescimento de microrganismos florescendo bem abaixo de zonas sem vida. “Bactérias, fungos, vírus, são ecossistemas inteiros que vivem na água nessas profundezas sem precisar de energia solar para se desenvolverem.maravilha-se Camille Bouchez. Estas imagens e estas medições não poderiam ser obtidas sem a utilização de novos instrumentos como a fibra óptica para temperatura ou mesmo a microfluídica que permite observar a evolução das populações bacterianas e fúngicas à escala microscópica.
A Terra é o lar de um mundo bacteriano totalmente desconhecido
Este mundo vivo provavelmente constitui uma biomassa significativa. Se a densidade de microrganismos é maior nos primeiros 30 centímetros de solo, o ambiente de vida das espécies de profundidade é muito maior, pois se estende desde as primeiras dezenas de centímetros até uma profundidade de cinco quilômetros, limite além do qual a pressão, o temperatura, a ausência de água torna toda a vida impossível. “Comunidades microbianas diversificadas, capazes de catalisar a transformação de um grande número de compostos orgânicos e minerais, existem em todas as profundidades com uma elevada taxa de endemismo, pelo que temos secções inteiras de biodiversidade para descobrir. garante Tanguy Le Borgne, físico da Universidade de Rennes.
Em abril de 2024, a equipe do Rennes descreveu pela primeira vez na revista Ecologia Microbiologia uma nova cepa bacteriana coletada a uma profundidade de 20 metros no sítio Ploemeur-Guidel. Ferrifhaselus amnicola GF20 é capaz de oxidar ferro e tiossulfato e, portanto, não se alimenta de carbono. O corpo rejeita o ferro assim mineralizado na forma de “tranças” que traem seu caminho no substrato. “Achamos que com esta bactéria temos o início da cadeia alimentaracredita Tanguy Le Borgne. Ferriphaselus é na verdade um alimento de escolha para outras bactérias que só conseguem assimilar carbono.“. Este é o início da descrição do funcionamento de um ecossistema do qual não conhecemos nem a distribuição dentro das camadas geológicas, nem a sua evolução ao longo do tempo, nem os respectivos papéis das comunidades bacterianas entre si. Durante cerca de dez anos, o anos, este assunto tem atraído crescente atividade científica.
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Ao explorar as águas subterrâneas, os humanos perturbam um ambiente sobre o qual pouco sabem
A exploração desta área responde, de facto, a uma questão crucial: de que forma é que os seres humanos (directamente através da exploração das águas subterrâneas e da sua poluição) ou indirectamente (através das alterações climáticas) modificam este ambiente essencial para todo o mundo vivo? Hoje, dos 2,8% da água doce presente no planeta (97,2% água salgada), 0,63% está armazenada em aquíferos contra 0,02% nas águas superficiais (rios, lagos, represas). Embora um relatório recente da Convenção sobre a Desertificação afirme que 77% da superfície continental sofreu um clima mais seco nas últimas trinta décadas em comparação com o período anterior, a gestão e preservação das águas subterrâneas constituirão uma questão importante durante o século XXI.
“No entanto, bombeamos água sem saber quais podem ser as consequências no funcionamento do solo“, alerta Laurent Longuevergne, em uníssono com a equipa do salão de geociências. Deve, portanto, ser imposto um princípio de precaução, favorecendo nomeadamente uma utilização mais moderada do recurso. As “megabacias” contestadas nas regiões do oeste da França constituem um caso de livro didático O bombeamento no inverno para cobrir as necessidades agrícolas no verão é feito sem levar em conta os impactos ambientais dos fluxos de água subterrânea mais quentes do que os de superfície e no total desconhecimento das perturbações causadas a um ambiente cujo equilíbrio é provavelmente um parâmetro importante para a preservação do recurso.
A sala de geociências junta-se assim à rede de laboratórios denominada “Observatório da zona crítica: aplicações e investigação” (OZCAR), dedicada ao estudo desta fina camada de alguns quilómetros de atmosfera e algumas centenas de metros de solo que permite a vida ocupar e desenvolver-se na superfície terrestre. Os investigadores esperam que um melhor conhecimento das interações entre a atmosfera, a composição geológica e a vida biológica permita uma gestão racional, respeitosa e sustentável do planeta pelos seres humanos.
