Entre los ecologistas, el carbono se lleva toda la gloria. Los científicos examinan su papel fundamental en el crecimiento y la descomposición de las plantas, trazan sus contribuciones a los gases de efecto invernadero, y miden su secuestro en tierra, mar, y cielo.

A menudo se pasa por alto en toda esta investigación el humilde elemento silicio, o "sílice, "como se le llama cuando se encuentra en la naturaleza. Si los ecologistas (o biólogos o biogeoquímicos) piensan en la sílice, lo consideran un poco jugador, un componente aburrido de rocas y arena.

"La sílice no recibe amor, "dice Wally Fulweiler, un profesor asociado de tierra y medio ambiente de la Universidad de Boston, y biología. "Y debería."

Fulweiler señala que la sílice es un factor clave en los ecosistemas de marismas y océanos. Notablemente, forma las capas externas de las diatomeas, organismos microscópicos que sirven como recipientes de almacenamiento de dióxido de carbono en aguas profundas. "En una escala de mucho tiempo, las diatomeas son importantes para regular nuestro clima global, "dice Fulweiler." Entonces, si eres un oceanógrafo, amas la sílice. Pero si eres decir, un ecologista forestal, probablemente no pienses mucho en la sílice, y definitivamente no piensas mucho en cómo las actividades humanas han alterado el ciclo de la sílice ".

El biólogo Tim Maguire estudió las finas raíces de los arces azucareros, para comprender cómo el cambio climático podría afectar la absorción de sílice. Pero recientemente Tim Maguire, un candidato a doctorado en biología en el laboratorio de Fulweiler, ha dado un paso al frente para darle a la sílice su merecido. Maguire (GRS'17) está tratando de comprender cómo el cambio climático puede afectar el "ciclo de vida, "a medida que el elemento se mueve de las rocas al agua subterránea, luego a través de plantas en ríos y océanos.

Los científicos saben que los árboles juegan un papel importante como "bombas de sílice":succionan el silicio del agua subterránea, convertirlo en una forma biológicamente disponible, y almacenarlo o devolverlo al ecosistema en una forma más biológicamente utilizable, pero pocos han cuantificado este efecto. El trabajo reciente de Maguire, financiado por la Fundación Alfred P. Sloan y publicado en el Revista de investigación geofísica:Biogeociencias en marzo de 2017, encontré que los árboles, al menos arces de azúcar, puede tener una potencia de bombeo mucho mayor de la esperada, y también pueden verse más profundamente afectados por el cambio climático ya que los inviernos más cálidos dañan sus raíces vulnerables.

"Este es uno de los primeros artículos que muestra una conexión directa entre cómo modificamos el clima y lo que eso podría significar para la disponibilidad de sílice y las conexiones entre la tierra y el mar, "dice Fulweiler, un coautor del artículo. "Esta es otra forma en que estamos perturbando algo que ni siquiera hemos comenzado a comprender".

La temperatura del aire invernal en el noreste de los Estados Unidos ha aumentado constantemente durante décadas, y ahora promedia unos 2,5 grados Fahrenheit más cálidos que en la década de 1950, según el Servicio Forestal de los Estados Unidos. "Esto ha resultado en mucha menos nieve de la que solía haber, "dice Pamela Templer, profesor de biología de la Universidad de Buenos Aires y coautor del artículo de Maguire. "Ahora hay algo así como 20 días menos al año cuando la nieve cubre el suelo, y la capa de nieve es cada vez más fina y menos predecible ". Para medir los efectos de esta tendencia al calentamiento en los bosques templados de Nueva Inglaterra, de 2008 a 2012, Templer realizó un experimento financiado por la Fundación Andrew W. Mellon y la Cooperativa de Investigación de los Estados del Noreste del USDA en el Bosque Experimental Hubbard Brook en New Hampshire, quitar la capa de nieve de cuatro secciones del bosque para simular nevadas posteriores y menos nieve, y medir los efectos en plantas y árboles. Templer encontró, entre otras cosas, esa capa de nieve, algo contradictorio, actúa como una manta aislante, protegiendo las raíces de los árboles de la congelación.

"Encontramos muchos efectos negativos en los que se quita la nieve; se congelan los suelos, y daña los árboles, "dice Templer. Pero nunca pensó en mirar sílice hasta que Maguire se acercó a ella, preguntando si le quedaban muestras de Hubbard Brook. Debido a que la sílice no tiene estado gaseoso, permanece intacto en las muestras almacenadas. "Así que buscamos en nuestros archivos y sacamos algunas raíces, y luego los procesó para la sílice, "dice Templer.

Maguire examinó las raíces de los arces de azúcar, que son sensibles a la congelación porque crecen relativamente cerca de la superficie. Probó específicamente las raíces finas, esos delgados, zarcillos fibrosos que absorben agua y nutrientes del suelo. Su primer hallazgo sorprendente:las finas raíces de un árbol de arce de azúcar representan solo alrededor del 4 por ciento de la biomasa del árbol, pero contienen un enorme 29 por ciento de sílice. Y cuando se daña por congelación, la cantidad de sílice en las raíces finas se redujo en un asombroso 28 por ciento.

Esto puede ser malo para árboles individuales, donde la sílice juega varios papeles importantes, como dar estructura a las hojas, protegiendo contra hongos dañinos, y, sospecha Maguire, endurecer raíces diminutas para que puedan atravesar el suelo rocoso de Nueva Inglaterra. Pero las consecuencias ecológicas aguas abajo pueden ser aún más profundas. Si este porcentaje es válido para todos los arces en un bosque promedio, Maguire calculó, luego, congelar las raíces podría reducir la absorción de sílice en una cantidad significativa, alrededor del 31 por ciento de la sílice que se bombea regularmente de los bosques templados a los ríos, lagos y arroyos.

"Muchas veces, cuando haces este tipo de estudios, obtienes un resultado estadístico que no equivale a mucho en el mundo real, ", dice Maguire." Este no es el caso aquí ". Lo que estos hallazgos significan para el ecosistema de Nueva Inglaterra, o cualquier ecosistema, en realidad, todavía se desconoce en gran medida, lo que Maguire y sus colegas atribuyen a las "consecuencias crípticas" del cambio climático.

"Ninguno de nosotros cree que vamos a detener repentinamente toda la bomba de sílice, "dice Templer." Pero sugiere que con una capa de nieve más pequeña y más suelo congelado, podríamos ver un cambio significativo en la cantidad de sílice que ingresa a los ecosistemas acuáticos, ciertamente a través de plantas ".

"Abre una puerta, "dice Maguire sobre la investigación, mostrando un inesperado, impacto potencialmente masivo en los ecosistemas que permanece en gran parte sin estudiar. "Todo lo que sabemos con certeza, "dice Maguire, "es que si el calentamiento continúa, algo será diferente ".