Después de 26 años, El experimento de mayor duración en el mundo para descubrir cómo el calentamiento de las temperaturas afecta los suelos forestales ha revelado un sorprendente, Respuesta cíclica:el calentamiento del suelo estimula períodos de abundante liberación de carbono del suelo a la atmósfera alternando con períodos de pérdida no detectable en las reservas de carbono del suelo. En general, los resultados indican que en un mundo en calentamiento, Se producirá una retroalimentación de carbono auto-reforzada y quizás incontrolable entre los suelos forestales y el sistema climático, aumentando la acumulación de dióxido de carbono atmosférico causado por la quema de combustibles fósiles y la aceleración del calentamiento global. El estudio, dirigido por Jerry Melillo, Científico distinguido en el Laboratorio de Biología Marina (MBL), aparece en la edición del 6 de octubre de Ciencias .

Melillo y sus colegas comenzaron este experimento pionero en 1991 en un bosque de hoja caduca en el bosque de Harvard en Massachusetts. Enterraron cables eléctricos en un conjunto de parcelas y calentaron el suelo 5 ° C por encima de la temperatura ambiente de las parcelas de control. En el transcurso del experimento de 26 años (que aún continúa), las parcelas calentadas perdieron el 17 por ciento del carbono que se había almacenado en materia orgánica en los 60 centímetros superiores del suelo.

"Para poner esto en contexto, "Melillo dice, "cada año, principalmente por la quema de combustibles fósiles, estamos liberando alrededor de 10 mil millones de toneladas métricas de carbono a la atmósfera. Eso es lo que está causando el aumento de la concentración de dióxido de carbono atmosférico y el calentamiento global. Los suelos del mundo contienen alrededor de 3, 500 mil millones de toneladas métricas de carbono. Si una cantidad significativa de ese carbono del suelo se agrega a la atmósfera, debido a la actividad microbiana en suelos más cálidos, que acelerará el proceso de calentamiento global. Y una vez que comience esta retroalimentación que se refuerza a sí misma, no hay una manera fácil de apagarlo. No hay interruptor para cambiar ".

Durante el transcurso del experimento, El equipo de Melillo observó fluctuaciones en la tasa de emisión de carbono del suelo de las parcelas calentadas, indica ciclos en la capacidad de los microbios del suelo para degradar la materia orgánica y liberar carbono. La Fase I (1991 a 2000) fue un período de pérdida sustancial de carbono en el suelo que fue rápida al principio, luego se redujo a casi cero. En la Fase II (2001-2007), no hubo diferencia en las emisiones de carbono entre las parcelas calentadas y las de control. Durante ese tiempo, la comunidad microbiana del suelo en las parcelas calentadas estaba experimentando una reorganización que condujo a cambios en la estructura y función de la comunidad. En la Fase III (2008-2013), la liberación de carbono de las parcelas calentadas superó de nuevo a la de las parcelas de control. Esto coincidió con un cambio continuo en la comunidad microbiana del suelo. Microbios que pueden degradar la materia orgánica del suelo más recalcitrante, como la lignina, se volvió más dominante, como lo muestran los análisis de enzimas genómicas y extracelulares. En la Fase IV (2014 hasta la actualidad), las emisiones de carbono de las parcelas climatizadas han vuelto a caer, sugiriendo que otra reorganización de la comunidad microbiana del suelo podría estar en marcha. Si el patrón cíclico continúa, La fase IV eventualmente pasará a otra fase de mayor pérdida de carbono de las parcelas calentadas.

"Este trabajo enfatiza el valor de los estudios ecológicos a largo plazo que son el sello distintivo de la investigación en el Centro de Ecosistemas de MBL, "dice David Mark Welch, Director de Investigación de MBL. "Estos grandes estudios de campo, combinado con modelos y una comprensión cada vez más sofisticada del papel de las comunidades microbianas en la dinámica de los ecosistemas, proporcionar nuevos conocimientos sobre los desafíos que plantea el cambio climático ".

"El futuro es un futuro más cálido. ¿Cuánto más cálido es el problema? "Dice Melillo." En términos de emisiones de carbono de los combustibles fósiles, podríamos controlar eso. Podríamos cerrar las centrales eléctricas de carbón, por ejemplo. Pero si los microbios en todos los paisajes responden al calentamiento de la misma manera que hemos observado en los suelos forestales de latitudes medias, este fenómeno de retroalimentación que se refuerza a sí mismo continuará por un tiempo y no podremos apagar esos microbios. De especial preocupación es la gran reserva de carbono fácilmente descompuesto que se congela en los suelos árticos. A medida que esos suelos se descongelan, este fenómeno de retroalimentación sería un componente importante del sistema climático, con el cambio climático alimentándose a sí mismo en un mundo que se calienta ".