¿Cómo respira un río? La respuesta podría conducir a una mejor comprensión del ciclo global del carbono
Los científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico han estado estudiando los procesos que afectan la forma en que respiran los ríos y arroyos, particularmente en la cuenca del río Columbia, para ayudar a prepararse para futuros cambios relacionados con la calidad del agua y el cambio climático. Crédito:Andrea Starr | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
Tomar una respiración profunda. Preste atención a cómo se mueve el aire desde la nariz hasta la garganta antes de llenar los pulmones con oxígeno. Al exhalar, una mezcla de oxígeno y dióxido de carbono sale de la nariz y la boca.
¿Sabías que los arroyos y los ríos "respiran" de forma similar?
Estados Unidos alberga más de 250.000 de estos cuerpos de agua fluidos que se conectan con zonas costeras y océanos. Varían en tamaño, desde pequeños arroyos hasta grandes ríos, pero todos absorben oxígeno y emiten dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero como el metano.
En los últimos años, un equipo de científicos dirigido por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) ha estado inmerso en investigaciones cruciales sobre los procesos e interacciones que contribuyen a la dinámica de los gases de efecto invernadero. Su trabajo se centra en redes completas de arroyos y ríos, así como en el terreno que rodea estos sistemas.
Su trabajo también incluye factores que pueden alterar la respiración de arroyos y ríos. Algunas de estas perturbaciones ocurren más allá de los arroyos, como los incendios forestales, pero aún afectan la forma en que respiran los arroyos al cambiar la forma en que el material ingresa a los arroyos. Comprender estos impactos es clave para abordar los desafíos relacionados con la calidad del agua, el ciclo global del carbono y el cambio climático.
Los científicos del PNNL han estado realizando estudios de modelado, de campo y de laboratorio en todo Estados Unidos, y algunos estudios han sido particularmente intensivos en la cuenca del río Columbia. Esta área cubre 258.000 millas cuadradas y el río Colombia fluye a lo largo de 1.270 millas desde las Montañas Rocosas canadienses hasta el Océano Pacífico. Esta cuenca incluye frondosos bosques, desiertos secos y vastas tierras agrícolas. El campus principal de PNNL se encuentra dentro de la cuenca en el este de Washington.
La respiración es uno de los procesos que afecta la forma en que respiran los ríos y arroyos. A través de una serie de reacciones químicas que funcionan juntas, el dióxido de carbono es exhalado a la atmósfera y por organismos como bacterias y algas. Crédito:Sara Levine | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
La investigación dirigida por PNNL ha producido modelos y datos que pueden ayudar a predecir cómo proteger los arroyos y ríos del país y las comunidades que dependen de ellos. El trabajo está publicado en la revista Frontiers in Water .
"Nuestro equipo utiliza modelos y datos para obtener nuevos conocimientos y desarrollar predicciones que informarán las decisiones tomadas por los reguladores y administradores de recursos naturales", dijo Timothy Scheibe, miembro del laboratorio PNNL y científico de la Tierra, uno de los líderes de esta investigación. P>
Los modelos y los datos pueden ayudar a informar las prácticas de gestión del uso del agua y la tierra, incluida la forma de responder a desastres naturales como incendios forestales y sequías. También pueden ayudar a informar cómo los cambios futuros en el medio ambiente podrían afectar los sistemas naturales y humanos que son importantes para la salud de nuestro planeta.
¿Qué es la respiración?
Uno de los factores que impulsan la comprensión de cómo respiran los arroyos y los ríos es un conjunto de procesos conocidos como respiración, un conjunto de reacciones químicas que en conjunto determinan cuánto carbono permanece y cuánto ingresa a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.
La respiración combina carbono y oxígeno para generar energía para los organismos vivos. Este proceso también crea algo de "escape" en forma de dióxido de carbono que es "exhalado" por organismos como algas y bacterias dentro de los ecosistemas de arroyos y ríos. Al estudiar la respiración en muchos tipos de arroyos y ríos, los investigadores pueden aprender por qué algunos sistemas respiran más que otros.
Comprender el "por qué" es clave. Eso es lo que permite a los investigadores predecir el futuro de arroyos y ríos.
También es importante comprender si el agua o los sedimentos de los ríos y arroyos respiran más. Para responder a esto, PNNL se asoció con investigadores de la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de Montana. El equipo descubrió que en el río Columbia, la mayor parte de la respiración la realizan organismos en el agua. Probablemente esto se deba a que el río Columbia contiene mucha agua en la que se puede respirar.
Pero en otros sistemas fluviales, los microbios de los sedimentos son los que realizan la mayor parte de la respiración. Algunos sedimentos "respiran" mucho más rápido que otros y, como resultado, producen más dióxido de carbono.
