Las emisiones de carbono del suelo son el principal contribuyente de la liberación de carbono terrestre a la atmósfera y representan uno de los flujos más impredecibles en el balance de esta sustancia en nuestro planeta. La actividad biológica en el suelo, influenciada por factores como la temperatura, el agua y los nutrientes, determina la cantidad de dióxido de carbono (CO2) liberado a la atmósfera. Y es, justamente, el CO2 uno de los gases causantes del calentamiento global.
Con el objetivo de comprender mejor cómo los cambios en la humedad y la temperatura del suelo afectan la respiración heterótrofa - el proceso en el que los microorganismos liberan CO2 a la atmósfera- un equipo de científicos del 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 desarrollado un modelo que abarca desde la escala micro hasta la global. El estudio se publicó en Nature Communications.
Según el modelo presentado, se estima que las emisiones de CO2 provenientes de la respiración heterótrofa del suelo podrían aumentar hasta un 40% para finales de este siglo, con un impacto especialmente significativo en las regiones polares.
Este estudio resaltó la necesidad apremiante de obtener estimaciones más precisas de las tasas de respiración heterótrofa. Además de respaldar investigaciones anteriores, proporcionó información detallada sobre los mecanismos y la magnitud de este proceso en distintas zonas climáticas.
A diferencia de otros modelos que se basan en múltiples parámetros, esta investigación se centró en dos factores ambientales clave: la humedad y la temperatura del suelo.
Este enfoque representa un avance significativo, ya que considera todos los niveles de importancia biofísica, desde las características microscópicas de la estructura del suelo y la distribución del agua, hasta las dimensiones más amplias de los ecosistemas completos, las zonas climáticas e incluso el planeta en su conjunto.
El cálculo de la respiración del suelo
El profesor Peter Molnar, del Instituto ETH de Ingeniería Ambiental, destacó la importancia de este esquema teórico que complementa los grandes modelos del Sistema Terrestre, y afirmó: “Permite una estimación más sencilla de las tasas de respiración microbiana en función de la humedad y la temperatura del suelo. Además, mejora nuestra comprensión de cómo contribuye al calentamiento global en diversas regiones climáticas”.
Un descubrimiento importante fue que el aumento de las emisiones microbianas de CO2 difería entre las zonas climáticas. A diferencia de las regiones cálidas y templadas, donde la temperatura aumenta significativamente, el factor principal que impulsa el aumento en las regiones polares frías era la pérdida de humedad del suelo.
“Incluso un ligero cambio en el contenido de agua puede provocar una alteración sustancial en la tasa de respiración en las regiones polares”, dijeron los investigadores. Según sus cálculos, se espera que las emisiones microbianas de CO2 en las regiones polares aumentaran un 10% por década para 2100, el doble del ritmo esperado para el resto del mundo en el peor de los escenarios climáticos.
Esta discrepancia se debe a que las mejores circunstancias para la respiración heterótrofa se encuentran cuando los suelos estaban semisaturados (ni demasiado secos ni demasiado húmedos). En las regiones árticas, estas circunstancias estaban presentes cuando el suelo se estaba descongelando.
Sin embargo, el aumento de las emisiones microbianas de CO2 es mucho menos pronunciado en suelos de otras zonas climáticas, que ya son considerablemente más secos y más susceptibles a una mayor desecación. Independientemente de la zona climática, la temperatura tiene un efecto constante: las emisiones microbianas de CO2 hacen lo mismo cuando aumenta la temperatura del suelo.
Para 2100, las regiones cálidas de la Tierra serán la principal fuente de la mayoría de las emisiones de CO2 de los microorganismos del suelo. En particular, el 67% de estas emisiones se originan en áreas tropicales, frente al 23% en áreas subtropicales, el 10% en zonas templadas y apenas el 0,1% en regiones árticas o polares.
Los científicos señalaron en su documento: “El crecimiento sustancial de las emisiones microbianas de CO2 en todas estas regiones en comparación con los niveles observados en 2021. Para el año 2100, las proyecciones indican un aumento del 119% en las regiones polares, 38% en los trópicos, 40% en las subtropicales y 48% en las zonas templadas”.
De la presente investigación también participaron Uria Alcolombri, Nadav Peleg, Nir Galili, Joaquin Jimenez-Martinez y Markus Holzner.
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