Casi la mitad del dióxido de carbono que los humanos liberan al medio ambiente es absorbido por los océanos del mundo y la biosfera terrestre. De esta forma, los gases de efecto invernadero se extraen parcialmente de la atmósfera, que alivia el proceso de calentamiento global. Pero, ¿podrán la tierra y los mares seguir almacenando dióxido de carbono en el futuro? Los investigadores no están seguros. Cambios en la circulación oceánica, La tala de bosques y las reacciones de estrés en los bosques podrían reducir su capacidad para actuar como sumideros de carbono.
En tierra, las plantas y los árboles absorben dióxido de carbono (CO2) a través de la fotosíntesis. Posteriormente, el carbono regresa al suelo en forma de materia vegetal, razón por la cual se almacenan grandes cantidades allí. Cuando el clima se calienta, sin embargo, los suelos pueden volver a emitir este carbono almacenado mediante la descomposición microbiana. Los investigadores están tratando de averiguar qué proceso tomará la delantera en el futuro, y Suiza es uno de los sitios para sus análisis.
Capa superior del suelo de la línea de árboles
¿Cuánto carbono hay en el suelo? y ¿cómo podría cambiar esto? Frank Hagedorn trabaja en el Instituto Federal Suizo de Bosques, Investigación de la nieve y el paisaje (WSL) en Birmensdorf, y ha estado involucrado en numerosos proyectos para encontrar las respuestas. Es la capa superficial del suelo lo que es decisivo porque contiene carbono que se puede descomponer con especial facilidad. En uno de sus proyectos, El equipo de Hagedorn pudo demostrar que este proceso de degradación es particularmente relevante en las áreas alrededor de la línea de árboles. Limpiaron un ecosistema con CO2 en la línea de árboles sobre Davos, marcándolo con isótopos de carbono especiales para que pudieran rastrear cómo cambiaban los ciclos de los materiales. Los suelos de los ecosistemas alpinos son particularmente ricos en carbono, y trascendió que pueden emitir una cantidad correspondientemente grande de CO2 cuando aumenta la temperatura. Este proceso ya ha comenzado debido al cambio climático provocado por el hombre.
Para poder sacar conclusiones sobre los sumideros de CO2 a escala europea o mundial, los investigadores necesitan medidas estandarizadas. Luego, estos pueden extrapolarse para áreas geográficas más grandes, utilizando modelos de computadora. En el proyecto del consorcio europeo 'ICOS Research Infrastructure', Actualmente se están estandarizando los instrumentos de medición y el procesamiento de datos. El proyecto comenzó oficialmente en 2015 y Nina Buchmann de ETH Zurich está coordinando el extremo suizo del mismo ('ICOS-CH'). Dos lugares de medición están participando aquí en Suiza, ella dice:uno en un bosque de abetos, también cerca de Davos, y uno en la estación de investigación Jungfraujoch.
Bosques poco fiables
Muchos años de mediciones ya han demostrado que los bosques absorben mucho CO2. En los bosques de las afueras de Davos, Los flujos de CO2 se midieron en realidad ya en 1997, aunque en ese entonces se usaban otros instrumentos, dice Buchmann. "El ecosistema ha sido un sumidero de CO2 todo el tiempo", ella dice. No ocurre lo mismo con todos los bosques de Suiza, sin embargo. Áreas replantadas, por ejemplo, puede ser una fuente de CO2 al principio, porque el suelo pierde mucho carbono. Esto solo cambia cuando los árboles son más grandes y el bosque se ha establecido, momento en el que se convierte en un sumidero de CO2. Cuanto más viejo es el bosque, sin embargo, menos carbono se encuentra en el suelo, y más se encuentra en la madera y las hojas de los árboles. Eso fue probado por el Programa Nacional de Investigación 68 'Uso sostenible del suelo como recurso' (NRP 68).
Pero, ¿los bosques también almacenarán CO2 en el futuro? Buchmann ve dos factores fundamentales de incertidumbre:el cambio climático y la explotación forestal. La función de almacenamiento de un bosque puede verse afectada por las sequías, por cambios en la forma en que se usa, y por cambios en el área que cubre.
Sin embargo, los bosques no son la única fuente de incertidumbre, ni el factor más importante. Muchos investigadores, incluidos los de Agroscope (el Centro Federal Suizo de Excelencia para la investigación agrícola), están preocupados por la reducción de la capa superficial del suelo debido al uso agrícola. En términos globales, sin embargo, las áreas terrestres más sensibles con sumideros naturales de carbono se encuentran en el extremo norte. El metano es un gas de efecto invernadero especialmente potente que emite el suelo de permafrost a medida que se calienta. Según Hagedorn, la cantidad emitida depende principalmente de si el suelo se calienta en condiciones húmedas o secas. Cuanto mayor sea la humedad, cuanto mayor sea la cantidad de metano que se libera; cuando las condiciones son más secas, se emite más CO2.
Expedición al Océano Antártico
Los océanos también absorben grandes cantidades de CO2. En el presente, el sumidero marino más importante de CO2 es el Océano Austral que se extiende alrededor de la Antártida. En diciembre de 2016, el Swiss Polar Institute (coordinado por EPFL) emprendió un viaje de investigación en el Océano Austral como parte de la Expedición de Circunnavegación Antártica (ACE) internacional.
Uno de los proyectos de la expedición está dedicado al estudio del fitoplancton, porque su fotosíntesis juega un papel importante en la capacidad de absorción de CO2 del Océano Austral. Cuando estas algas mueren, se hunden hasta el fondo del océano, llevándose carbono con ellos. Samuel Jaccard del Centro Oeschger para la Investigación del Cambio Climático de la Universidad de Berna es uno de los investigadores participantes. Durante la expedición, el equipo quiere recuperar muestras de agua de mar de diferentes profundidades hasta 1, 500 metros. Llevarán estas muestras a la superficie en botellas y luego las someterán a pruebas geoquímicas en el laboratorio. Los datos que esperan obtener deberían explicar cómo se entrega el carbono a las profundidades del océano, y qué tan rápido ocurre esto.
La cantidad de CO2 absorbida por el Océano Austral también depende del viento que impulsa las corrientes oceánicas. El agua fría es buena para almacenar CO2, pero en el pasado frío, El agua profunda rica en CO2 ha sido impulsada a la superficie por condiciones específicas del viento, y es en la superficie donde las temperaturas son más cálidas. Como resultado, el Océano Austral emitió CO2 a la atmósfera. Pero apenas sabemos nada sobre las fluctuaciones naturales de los movimientos del viento. Para determinar cuándo el Océano Austral ha absorbido y liberado CO2 en el pasado, otro proyecto de ACE se está esforzando por reconstruir los movimientos del viento en el pasado. El director del Centro Oeschger, Martin Grosjean, participa en este proyecto.
La forma en que soplaba el viento
Durante su viaje de investigación, Los socios del proyecto de Grosjean perforarán en varias islas subantárticas para recolectar sedimentos de los lagos. Estos serán posteriormente analizados en el laboratorio por Grosjean y otros. Las algas que solían vivir en estos lagos hoy se encuentran fosilizadas en este sedimento, y nos pueden proporcionar información sobre la intensidad del viento durante el período del Holoceno.
Reconstruir estos vientos significa sacar conclusiones complejas de los datos. El contenido de sal de los lagos de la isla está influenciado por la intensidad del viento, por ejemplo. Los vientos fuertes llevan más spray al aire y más sal a los lagos que los vientos más ligeros. Esto tiene un impacto en las algas, como explica Grosjean:"Las algas varían en su sensibilidad a la sal". Entonces, la composición de especies de las algas en los sedimentos puede permitir a los investigadores determinar el contenido de sal anterior del lago, y así también la fuerza de los vientos en ese momento.
En años recientes, dice Grosjean, el viento se ha vuelto más intenso alrededor de la Antártida. Nadie sabe todavía por qué ha sucedido esto. Podría ser el resultado del agujero en la capa de ozono, o podría estar relacionado con el calentamiento global. Por lo tanto, también es difícil hacer un pronóstico sobre la cantidad de CO2 que el Océano Austral podrá almacenar en el futuro.
Todos iguales, Varios estudios ya han demostrado que se ha absorbido un poco más de CO2 en los últimos años que antes. Lo mismo ocurre con la biosfera terrestre. Pero no podemos confiar en que esta tendencia continúe. Para estimar el peligro de que la absorción de CO2 llegue a su fin, Los ciclos de los materiales deben investigarse con mayor precisión, tanto en tierra como en los mares.
