El aumento en la concentración de dióxido de carbono atmosférico (CO2) es un factor importante del calentamiento global, y las fuentes del suelo representan aproximadamente una quinta parte del CO2 atmosférico. Esto se debe en parte a las actividades de microbios como bacterias, hongos y otros microorganismos que descomponen la materia orgánica del suelo usando oxígeno, como la materia vegetal muerta. El dióxido de carbono se descarga a la atmósfera durante este proceso. Los científicos llaman a este proceso respiración heterogénea del suelo. Sobre la base de un estudio reciente publicado en la revista científica Nature Communications, un equipo de investigadores de ETH Zurich, el Instituto Federal Suizo para la Investigación Forestal, de la Nieve y del Paisaje (WSL), el Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuática Eawag y la Universidad de Lausana ha llegado a una conclusión importante. Su estudio indica que se espera que las emisiones de dióxido de carbono de los microbios del suelo a la atmósfera de la Tierra no solo aumenten, sino que también se aceleren a escala global para fines de este siglo.
Usando una proyección, encuentran que para el año 2100, las emisiones de dióxido de carbono de los microbios del suelo se habrán disparado, alcanzando potencialmente un aumento de alrededor del cuarenta por ciento a nivel mundial, en comparación con los niveles actuales, en el peor de los escenarios climáticos. «Por lo tanto, el aumento proyectado en las emisiones de dióxido de carbono microbiano contribuirá aún más al empeoramiento del calentamiento global, lo que subraya la necesidad urgente de estimaciones más precisas de las tasas de respiración heterogénea», dice Alun Nissan, autor principal del estudio y experto postdoctoral en ETH. Miembro del Instituto ETH de Zúrich para Ingeniería Ambiental. La humedad y la temperatura del suelo son factores importantes
Estos resultados no solo confirman estudios previos, sino que también brindan información más precisa sobre los mecanismos y la magnitud de la respiración heterogénea del suelo en diferentes zonas climáticas. A diferencia de otros modelos que se basan en muchos parámetros, el nuevo modelo matemático, desarrollado por Alon Nissan, simplifica el proceso de estimación utilizando solo dos factores ambientales críticos: la humedad del suelo y la temperatura del suelo. El modelo representa un avance significativo porque incluye todos los niveles biofísicamente relevantes, desde medidas minuciosas de la estructura del suelo y la distribución del agua del suelo hasta comunidades de plantas como bosques, ecosistemas completos, regiones climáticas e incluso escala global. Peter Molnar, profesor del Instituto ETH de Ingeniería Ambiental, destaca la importancia de que este modelo teórico complemente los grandes modelos del sistema terrestre y dice: «El modelo permite una estimación más clara de las tasas de respiración microbiana en función de la humedad y la temperatura del suelo. Además, mejora nuestra comprensión de cómo la respiración heterogénea en diversas regiones climáticas contribuye al calentamiento global».
Es probable que se dupliquen las emisiones polares de CO2 Un hallazgo clave de la colaboración de investigación dirigida por Peter Molnar y Alun Nissan es que el aumento de las emisiones microbianas de CO2 varía según las regiones climáticas. En las regiones polares frías, el principal contribuyente al aumento es una disminución de la humedad del suelo en lugar de un aumento significativo de la temperatura, en contraste con las regiones cálidas y templadas. Alon Nissan destaca la sensibilidad de las regiones frías y dice: «Incluso un pequeño cambio en el contenido de agua puede provocar un cambio fundamental en la tasa de respiración en las regiones polares».
Según sus cálculos, en el peor escenario climático, se espera que las emisiones de dióxido de carbono microbiano en las regiones polares aumenten un diez por ciento por década para 2100, el doble de la tasa proyectada para el resto del mundo. Esta disparidad se puede atribuir a las condiciones óptimas de respiración heterogénea, que se dan cuando el suelo se encuentra en un estado semisaturado, es decir, ni demasiado seco ni demasiado húmedo. Estas condiciones prevalecen durante la descongelación del suelo en las regiones polares. Por otro lado, los suelos de otras zonas climáticas, que ya son relativamente más secos y están sujetos a más sequías, muestran un aumento relativamente menor en las emisiones microbianas de CO2. Sin embargo, independientemente de la zona climática, el efecto de la temperatura permanece constante: a medida que el suelo se calienta, también lo hace la emisión de dióxido de carbono microbiano.
Cuánto han aumentado las emisiones de dióxido de carbono por cada región climática A partir de 2021, la mayoría de las emisiones de dióxido de carbono de los microbios del suelo se originan principalmente en las regiones cálidas de la Tierra. Específicamente, el 67 por ciento de estas emisiones provienen de los trópicos, el 23 por ciento de los subtrópicos, el 10 por ciento de las regiones templadas y solo el 0,1 por ciento de las regiones polares o polares.
Significativamente, los investigadores proyectan un crecimiento significativo en las emisiones de dióxido de carbono microbiano en todas estas regiones en comparación con los niveles observados en 2021. Para 2100, sus proyecciones indican un aumento del 119 por ciento en las regiones polares, 38 por ciento en los trópicos y 40 por ciento en regiones subtropicales y 48 por ciento en regiones templadas. ¿Será el suelo un sumidero de dióxido de carbono o una fuente de dióxido de carbono para la atmósfera?
El balance de carbono del suelo y la determinación de si el suelo actúa como fuente o sumidero de carbono depende de la interacción de dos procesos esenciales: la fotosíntesis, en la que las plantas absorben dióxido de carbono, y la respiración, que libera dióxido de carbono. Por lo tanto, estudiar las emisiones microbianas de CO2 es crucial para comprender si los suelos almacenarán o liberarán CO2 en el futuro. «Debido al cambio climático, el tamaño de estos flujos de carbono, ya sea el flujo de entrada a través de la fotosíntesis o el flujo de salida a través de la respiración, sigue siendo incierto. Sin embargo, este tamaño afectará el papel actual de los suelos como sumideros de carbono», explica Alun Nissan.
En su estudio en curso, los investigadores se centraron principalmente en la respiración heterotópica. Sin embargo, aún no han investigado las emisiones de dióxido de carbono que liberan las plantas a través de la respiración autótrofa. Una mayor exploración de estos factores proporcionará una comprensión más completa de la dinámica del carbono dentro de los ecosistemas del suelo. Favorito
(Esta historia no ha sido editada por el personal de Devdiscourse y se generó automáticamente a partir de un feed sindicado).
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