¿Pueden ser los volcanes una solución al cambio climático?

No existe un manual del propietario para el planeta Tierra. Sería conveniente si lo hubiera, porque el sistema climático de nuestro planeta funciona como un motor masivo, uno con el que la humanidad está manipulando ciegamente actualmente al bombear dióxido de carbono a la atmósfera. Ahora estamos operando a niveles de CO 2 no vistos durante al menos 800.000 años . Los científicos que se enfrentan a la difícil tarea de tratar de predecir cómo estos niveles elevados de CO 2 afectarán la vida en la Tierra se han dirigido recientemente a una de las únicas fuerzas tan poderosas como el motor climático: los volcanes.

Los experimentos para comprender cómo los ecosistemas podrían responder al cambio climático son difíciles de realizar debido a la magnitud del problema . Un enfoque ha sido el uso de cámaras abiertas , donde el CO 2 está esencialmente atrapado en una gran burbuja de plástico, que puede ser tan pequeña como un metro de diámetro o tan grande como un invernadero, para que los científicos puedan medir cómo las plantas y los animales el interior se ajusta a las condiciones de alto CO 2 . La famosa Biosfera 2El experimento en Arizona llevó esto al extremo al cambiar la cámara de plástico por un invernadero de tres acres. La información obtenida de este tipo de experimentos se introduce en modelos informáticos que arrojan predicciones de cómo el aumento de los niveles de CO 2 afectará a los bosques y otra vegetación, junto con los animales que dependen de ellos.

Pero las cámaras abiertas no son prácticas para comprender los efectos a largo plazo del CO 2 en escalas espaciales más grandes que un invernadero, lo que obliga a los científicos a ser creativos. ¿La respuesta que se les ocurrió? Volcanes.

Más de 200 volcanes activos salpican el cinturón tropical de nuestro planeta, muchos de ellos cubiertos por una exuberante selva tropical. La roca líquida que se encuentra debajo de estos volcanes emite gases continuamente, una fracción significativa de los cuales es CO 2 , a través de grietas en la tierra. Debido a que los bosques que crecen en los volcanes están constantemente expuestos a altos niveles de CO 2 , un equipo internacional de científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA , Occidental College y la Universidad Nacional de Costa Rica tuvo una idea: tal vez podrían usar estos bosques como un laboratorio natural. para estudiar cómo afectará el cambio climático a la fisiología de los árboles.

Los resultados de su estudio se publicaron este mes en la revista Biogeosciences. El equipo, dirigido por Robert Bogue y Florian Schwandner, científicos de la tierra de la Universidad McGill y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, optó por centrarse en tres especies de árboles: Buddleja nitida (arbusto de mariposa), Alnus acuminata (aliso) y Oreopanax xalapensis , que se encuentran comúnmente. en los bosques de los volcanes Turrialba e Irazú en Costa Rica, que han estado activos durante 75.000 y 3.000 años, respectivamente. Estudios similares sobre pinos y plantas más pequeñas en el Parque Nacional de Yellowstone, que tiene géiseres y fuentes termales similares a volcanes , encontraron queel aumento de CO 2 ha alterado los niveles de rubisco en las plantas. Rubisco es la enzima más abundante en la Tierra y una molécula clave en la fotosíntesis, por lo que sabían que probablemente también encontrarían algunas anomalías en la forma en que los árboles tropicales reaccionaban al CO 2 adicional .

Primero, los investigadores perforaron agujeros en los troncos de 31 árboles de las tres especies de árboles, extrajeron núcleos de madera estrechos y probaron cuánto CO 2 habían incorporado los árboles en sus tallos a medida que crecían. El dióxido de carbono emitido por los volcanes es un isótopo más pesado que el CO 2 atmosférico , lo que significa que también tiene una huella química ligeramente diferente. Lo que encontraron no fue sorprendente: la cantidad de CO 2 pesado que almacenaba un árbol estaba relacionada con la cantidad de CO 2 que fluía del suelo en la ubicación del árbol durante décadas de crecimiento. En otras palabras, estos árboles son capaces de absorber y almacenar el exceso de carbono durante mucho tiempo.

Este hallazgo es, hasta cierto punto, una buena noticia para nosotros. A medida que el CO 2 se ha acumulado en la atmósfera durante las últimas décadas, muchas especies de árboles también han crecido más rápido . Al sacar el carbono de la atmósfera y encerrarlo en sus cuerpos, los árboles han compensado parcialmente el CO 2 que seguimos arrojando de nuestras plantas de energía, tubos de escape y fábricas. Pero esto no es suficiente para salvarnos de lo peor del cambio climático, y la mayoría de los científicos predicen que este llamado efecto de fertilización con carbono no persistirá para siempre. La escasez de otros recursos , como el nitrógeno, eventualmente comenzará a limitar el crecimiento de los árboles.

Bogue, Schwandner y sus colegas también buscaron los impactos a corto plazo del CO 2 elevado en los árboles midiendo el estrés de las hojas, el contenido de clorofila de las hojas y el flujo de gas a través de pequeños poros en las hojas llamados estomas . Descubrieron que las relaciones entre los niveles de CO 2 del suelo y estas variables foliares dependían principalmente de cuál de las tres especies estaban observando. Una especie, el aliso, generalmente se desempeñó mejor en áreas con mayor CO 2 del suelo . Pero las hojas de las otras dos especies no mostraron respuestas negativas o incluso ligeramente negativas al CO 2 elevado .

Dado que los bosques tropicales son algunos de los ecosistemas con mayor biodiversidad del planeta, está claro que comprender si el CO 2 estresa o ayuda a los árboles individuales requerirá mucha más investigación. Pero este estudio sugiere que medir cómo las emisiones de CO 2 de los volcanes han afectado a bosques enteros podría ayudarnos a predecir hacia dónde nos dirigimos a medida que cambia el clima de la Tierra.

La investigación también reveló que la conexión entre árboles y volcanes no es una calle de un solo sentido. Sorprendentemente, los árboles pueden decirnos tanto sobre los volcanes como los volcanes sobre los árboles. Los datos de isótopos de carbono de los núcleos de árboles, tanto árboles vivos como muertos conservados en la zona volcánica, pueden ayudar a los científicos a reconstruir las emisiones históricas de CO 2 de estos volcanes. Y, una frase realmente alucinante en la introducción del artículo sugiere que incluso podría ser posible predecir futuras erupciones volcánicas al monitorear el verdor de los árboles (lo que los científicos llaman productividad) desde el espacio .

Fuente: massivesci