Luz del sol, no microbios, clave para el CO2 en el Ártico

IMAGEN: materia orgánica terrestre se muestra derramándose en un lago.

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Corvallis, Ore. - La gran reserva de carbono almacenado en el permafrost del Ártico se está convirtiendo poco a poco en dióxido de carbono (CO2) después de entrar en el sistema de agua dulce en un proceso pensado para ser controlado en gran parte por la actividad microbiana.

Sin embargo, un nuevo estudio - financiado por la National Science Foundation y publicado esta semana en la journalScience- concluye que la luz del sol y no por bacterias son la clave para desencadenar la producción de CO2 a partir de material publicado por los suelos árticos.

El hallazgo es particularmente importante, dicen los científicos, porque el cambio climático podría afectar a cuándo y cómo se descongela el permafrost, que se inicia el proceso de convertir el carbono orgánico en CO2.

"Permafrost del Ártico contiene aproximadamente la mitad de todo el carbono orgánico atrapado en el suelo en toda la Tierra - y es igual a una cantidad doble de eso en la atmósfera", dijo Byron Crump, ecólogo microbiano de la Universidad Estatal de Oregón y coautor theSciencestudy. "Esto representa un cambio importante en el pensamiento acerca de cómo funciona el ciclo del carbono en el Ártico."

La conversión de carbono en el suelo en dióxido de carbono es un proceso de dos pasos, señala Rose Cory, profesora asistente de ciencias terrestres y ambientales de la Universidad de Michigan y autor principal del estudio. En primer lugar, el suelo permafrost tiene que descongelar y luego las bacterias deben convertir el carbono en los gases de invernadero - dióxido de carbono o el metano. Si bien gran parte de este proceso de conversión se lleva a cabo en el suelo, una gran cantidad de carbono se elimina por lavado de los suelos y en los ríos y lagos, dijo.

"Resulta que en los ríos y lagos del Ártico, la luz solar es más rápido que las bacterias en el torneado de carbono orgánico en CO2", dijo Cory. "Este nuevo entendimiento es realmente crítico porque si queremos obtener la respuesta correcta acerca de cómo el calentamiento del Ártico puede retroalimentación para influir en el resto del mundo, tenemos que entender los controles sobre el ciclo del carbono.

"En otras palabras, si sólo tenemos en cuenta lo que las bacterias están haciendo, conseguiremos la respuesta equivocada sobre cuánto CO2 puede eventualmente ser liberado de los suelos del Ártico", añadió Cory.

El equipo de investigación midió la velocidad a la que tanto bacterias como la luz del sol convertidos carbono orgánico disuelto en dióxido de carbono en todos los tipos de ríos y lagos en el Ártico de Alaska, de los ríos glaciales alimentado drenar los arroyos se extiende a lagos tanino-manchado en la llanura costera. La medición de estos procesos es importante, los científicos notaron, porque los tipos de bacterias y actividades son variables y la cantidad de luz solar que llega a las fuentes de carbono puede diferir por el cuerpo de agua.

En la práctica totalidad de los sistemas de agua dulce que midieron, sin embargo, la luz del sol era siempre más rápido que las bacterias para convertir el carbono orgánico en CO2.

"Esto se debe a que la mayor parte del agua dulce en el Ártico es poco profunda, es decir, la luz del sol puede llegar a la parte inferior de cualquier río - y la mayoría de los lagos - para que ningún carbono orgánico disuelto se mantuvo en la oscuridad", dijo Crump, profesor asociado en Oregon Colegio del Estado de la Tierra, Océano y Ciencias Atmosféricas. "Además, hay poca sombra de los ríos y lagos en el Ártico porque no hay árboles."

Otro factor que limita la contribución microbiana es que las bacterias crecen más lentamente en estas aguas frías, ricas en nutrientes.

"La luz, por lo tanto, puede tener un efecto tremendo en la materia orgánica," Universidad de Cory de Michigan señalado.

La fuente de todo esto carbono orgánico es principalmente plantas de la tundra - y que se ha ido acumulando durante cientos de miles de años, pero no se rompe por completo de inmediato debido a las bajas temperaturas del Ártico. Una vez que el material vegetal se pone lo suficientemente profundo en el suelo, la degradación se detiene y se queda preservada, al igual que la turba.

"El nivel de descongelación sólo llega a ser un pie de profundidad o menos, incluso en el verano", dijo Crump. "En este momento, el deshielo comienza poco antes del solsticio de verano. Si las estaciones comienzan a cambiar con el cambio climático - y el deshielo comienza antes, exponiendo el carbono orgánico del permafrost a más luz solar - que potencialmente podría desencadenar la liberación de más CO2 ".

La comunidad científica aún no ha sido capaz de calcular con precisión la cantidad de carbono orgánico del permafrost está siendo convertido en CO2, y por lo tanto será difícil de monitorear posibles cambios a causa del cambio climático, reconocen.

"Tenemos que asumir que, como deshielos más material y entra en los lagos y ríos del Ártico, más se convierte en CO2", dijo Crump. "El desafío es cómo cuantificar eso."

Algunos de los datos para el estudio se puso a disposición a través del proyecto de Investigación Ecológica a Largo Plazo del Ártico de la Fundación Nacional de Ciencias, que ha operado en el Ártico durante casi 30 años.