La capacidad de la Tierra para absorber casi un tercio de las emisiones de carbono causadas por el hombre a través de las plantas podría reducirse a la mitad en las próximas dos décadas al ritmo actual de calentamiento. según un nuevo estudio en Avances de la ciencia por investigadores de la Universidad del Norte de Arizona, el Woodwell Climate Research Center y la Universidad de Waikato, Nueva Zelanda. Utilizando más de dos décadas de datos de torres de medición en todos los principales biomas del mundo, el equipo identificó un punto crítico de inflexión de la temperatura más allá del cual la capacidad de las plantas para capturar y almacenar carbono atmosférico, un efecto acumulativo conocido como "sumidero de carbono terrestre", disminuye a medida que las temperaturas continúan aumentando.

La biosfera terrestre, la actividad de las plantas terrestres y los microbios del suelo, hace gran parte de la "respiración, "intercambiando dióxido de carbono y oxígeno. Los ecosistemas de todo el mundo extraen dióxido de carbono a través de la fotosíntesis y lo liberan a la atmósfera a través de la respiración de microbios y plantas. Durante las últimas décadas, la biosfera generalmente ha absorbido más carbono del que ha liberado, mitigar el cambio climático.

Pero a medida que las temperaturas récord continúan extendiéndose por todo el mundo, esto puede no continuar; la NAU, Los investigadores de Woodwell Climate y Waikato han detectado un umbral de temperatura más allá del cual la absorción de carbono de las plantas se ralentiza y la liberación de carbono se acelera.

Autora principal Katharyn Duffy, investigador postdoctoral en NAU, notó fuertes disminuciones en la fotosíntesis por encima de este umbral de temperatura en casi todos los biomas del mundo, incluso después de eliminar otros efectos como el agua y la luz solar.

"La Tierra tiene una fiebre que crece constantemente, y al igual que el cuerpo humano, sabemos que cada proceso biológico tiene un rango de temperaturas a las que funciona de manera óptima, y aquellos por encima de los cuales la función se deteriora, "Dijo Duffy." Entonces, queríamos preguntar ¿Cuánto pueden soportar las plantas? "

Este estudio es el primero en detectar un umbral de temperatura para la fotosíntesis a partir de datos de observación a escala global. Si bien en el laboratorio se han estudiado los umbrales de temperatura para la fotosíntesis y la respiración, Los datos de Fluxnet proporcionan una ventana a lo que los ecosistemas de la Tierra están experimentando realmente y cómo están respondiendo.

"Sabemos que la temperatura óptima para los seres humanos se sitúa en torno a los 37 grados Celsius (98 grados Fahrenheit), pero nosotros en la comunidad científica no sabíamos cuáles eran esos óptimos para la biosfera terrestre, "Dijo Duffy.

Se asoció con investigadores de Woodwell Climate y la Universidad de Waikato, quienes recientemente desarrollaron un nuevo enfoque para responder a esa pregunta:Teoría de la tasa macroMolecular (MMRT). Con su base en los principios de la termodinámica, MMRT permitió a los investigadores generar curvas de temperatura para cada bioma importante y el mundo.

Los resultados fueron alarmantes.

Los investigadores encontraron que los "picos" de temperatura para la absorción de carbono (18 grados C para las plantas C3 más extendidas y 28 grados C para las plantas C4) ya se están superando en la naturaleza. pero no vi control de temperatura en la respiración. Esto significa que en muchos biomas, el calentamiento continuo hará que la fotosíntesis disminuya mientras que las tasas de respiración aumentan exponencialmente, inclinar el equilibrio de los ecosistemas de sumidero de carbono a fuente de carbono y acelerar el cambio climático.

"Los diferentes tipos de plantas varían en los detalles de sus respuestas a la temperatura, pero todos muestran disminuciones en la fotosíntesis cuando hace demasiado calor, ", dijo el coautor de NAU, George Koch.

Ahora, menos del 10 por ciento de la biosfera terrestre experimenta temperaturas más allá de este máximo fotosintético. Pero a la tasa actual de emisiones, hasta la mitad de la biosfera terrestre podría experimentar temperaturas más allá de ese umbral de productividad para mediados de siglo, y algunos de los biomas más ricos en carbono del mundo, incluidas las selvas tropicales en el Amazonas y el sudeste asiático y la Taiga en Rusia y Canadá, estará entre los primeros en alcanzar ese punto de inflexión.

"Lo más sorprendente que mostró nuestro análisis es que la temperatura óptima para la fotosíntesis en todos los ecosistemas era tan baja, "dijo Vic Arcus, biólogo de la Universidad de Waikato y coautor del estudio. "Combinado con el aumento de la tasa de respiración del ecosistema a través de las temperaturas que observamos, Nuestros hallazgos sugieren que cualquier aumento de temperatura por encima de los 18 grados C es potencialmente perjudicial para el sumidero de carbono terrestre. Sin frenar el calentamiento para permanecer en o por debajo de los niveles establecidos en el Acuerdo Climático de París, el sumidero de carbono terrestre no continuará compensando nuestras emisiones y no nos dará tiempo ".