Un equipo de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst que se especializa en contabilizar la liberación de dióxido de carbono por arroyos, ríos y lagos ha demostrado recientemente que el proceso químico conocido como "amortiguación de carbonatos" puede explicar la mayoría de las emisiones en aguas altamente alcalinas. Además, la amortiguación de carbonatos distorsiona el método más utilizado para rastrear los orígenes del CO2. en transmisiones.
La investigación, publicada en Global Biogeochemical Cycles , propone un método mejor para rastrear el origen del CO2 fluvial emisiones.
Las aguas continentales, incluidos arroyos, ríos y lagos, representan aproximadamente 5,5 gigatoneladas de CO2 emisiones anuales:alrededor del 15% de lo que emiten los humanos. Pero los modelos climáticos actuales tienen problemas para dar cuenta de este carbono, dice Matthew Winnick, profesor asistente de Ciencias de la Tierra, Geográficas y Climáticas en la UMass Amherst y autor principal del artículo, en parte porque gran parte de este carbono parece producirse de forma críptica, a través de una amortiguación de carbonato.
"El proceso es un poco extraño", dice Winnick. "Actúa como una especie de reserva oculta de CO2 , reponiendo el carbono que se pierde en la atmósfera y, en última instancia, aumentando la cantidad de CO2 disponible para desgasificar."
Para mostrar cómo funciona este grupo oculto, Winnick y su coautor, el entonces estudiante graduado de la Universidad de Massachusetts Brian Saccardi, analizaron estudios centrados en el contenido de carbono de los océanos. "La amortiguación de carbonatos es un fenómeno muy conocido en el océano", dice Winnick, "y aunque los océanos funcionan de manera diferente a las aguas continentales, pudimos tomar prestadas las ecuaciones geoquímicas para construir una serie de modelos que podrían explicar una amplia gama de las condiciones del río y del arroyo."
Entonces, ¿qué es la amortiguación de carbonatos? Comienza con CO2 —que está en todas partes:en el aire, en el suelo y en el agua. Cuando el CO2 se disuelve en agua, puede reaccionar para formar ácido carbónico que, mediante reacciones posteriores, puede convertirse en bicarbonato y carbonato. Esta reacción también puede ocurrir a la inversa, lo que significa que altos niveles de bicarbonato y carbonato pueden actuar como reservas de CO2. , emisiones de conducción. Todo este saldo de CO2 , agua y carbonato se denomina "reserva de carbonato" y las reservas de carbonato pueden emitirse como gas de efecto invernadero desde los sistemas fluviales.
De hecho, Winnick y Saccardi descubrieron que este grupo oculto puede representar más del 60% del CO2. emisiones en condiciones alcalinas.
Hay otro truco más que la amortiguación de carbonatos tiene bajo la manga. En la era del calentamiento global, es de vital importancia saber cuánto carbono se emite en total y de dónde proviene ese carbono. "Si bien no creemos que las emisiones de los arroyos contribuyan al calentamiento global, existe una gran pregunta sobre si estas emisiones cambiarán a medida que el clima se caliente, lo que podría amplificar el calentamiento en el futuro. Para predecir los cambios, necesitamos saber dónde se encuentra el CO2 viene", dice Winnick.
Pero averiguar qué molécula de CO2 saber de qué fuente procede no es una tarea sencilla. Para rastrear el carbono, especialmente el carbono emitido por cuerpos de agua, los científicos suelen utilizar isótopos de carbono, o versiones de carbono con diferentes masas, que actúan como una especie de firma forense que puede indicar el origen del carbono.
Sin embargo, Winnick y Saccardi descubrieron que las señales isotópicas en las corrientes son muy sensibles a las reacciones de amortiguación de carbonatos. "La forma principal en que utilizamos los isótopos para rastrear fuentes es a través de su relación con el CO2 concentraciones, pero la amortiguación de carbonato hace que estas relaciones se rompan", dice Winnick. Este desglose puede señalar al culpable de carbono equivocado si no se tiene en cuenta adecuadamente.
Una forma de tener en cuenta la amortiguación de carbonatos es medir múltiples isótopos de carbono, sugiere el nuevo estudio. Los científicos normalmente solo se centran en uno de los dos isótopos trazadores, debido al alto costo de analizar ambos, pero el equipo ha descubierto que rastrear los orígenes de ambos isótopos puede ayudar a desenmascarar las fuentes ocultas de CO2. .
Más información: Matthew J. Winnick et al, Impactos de la amortiguación de carbonatos en el equilibrio atmosférico de CO2, δ13CDIC y Δ14CDIC en ríos y arroyos, Ciclos biogeoquímicos globales (2024). DOI:10.1029/2023GB007860
Proporcionado por la Universidad de Massachusetts Amherst
