¿Cómo intervienen los ríos en el ciclo global del carbono?

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Científicos del Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI, por sus siglas en inglés), en Massachusetts, Estados Unidos, han realizado la primera estimación directa cuánto y de qué forma los ríos llevan carbono hacia el mar: unos 200 millones de toneladas anuales. El cálculo, que se publica este jueves en 'Nature', ayudará a los modeladores a predecir cómo la exportación de carbono por los ríos mundiales puede cambiar a medida que se producen los cambios climáticos de la Tierra.

Los seres humanos preocupados por el cambio climático están trabajando para encontrar formas de capturar el dióxido de carbono en exceso (CO2) de la atmósfera y confiscarlo en la Tierra. La naturaleza tiene sus propios métodos para la extracción y el almacenamiento a largo plazo de carbono, como por ejemplo los sistemas fluviales del mundo, que transportan la materia orgánica en descomposición y la roca erosionada desde la tierra al mar, pero no se sabía hasta ahora cuánto carbono llevan los ríos del mundo rutinariamente al océano.

Los ríos actúan como el sistema circulatorio de la Tierra, vaciando el carbono de la tierra al mar

"Los ríos del mundo actúan como el sistema circulatorio de la Tierra, vaciando el carbono de la tierra al mar y ayudando a reducir la cantidad que devuelve a la atmósfera en forma de calor atrapado por el dióxido de carbono", explica el autor principal y geoquímico Valier Galy. "Parte de ese carbono - carbono "nuevo"- es de descomposición de plantas y material del suelo que se lava en el río y luego va hacia el mar. Pero parte proviene de carbono que durante mucho tiempo ha sido almacenado en el medio ambiente en forma rocas -carbono "viejo"- que han sido erosionadas por el tiempo y la fuerza de los ríos".

Los autores de este trabajo, entre ellos Bernhard Peucker-Ehrenbrink y Timoteo Eglinton, ahora en la Escuela Politécnica Federal (ETH) de Zurich, Suiza, acumularon datos sobre sedimentos que fluyen de los 43 sistemas de ríos de todo el mundo, que acumulativamente representan el 20 por ciento de los sedimentos totales vertidos por los ríos. Estos ríos también abarcan una amplia gama de climas, vegetación, condiciones geológicas y niveles de perturbación de los seres humanos.

A partir de estas mediciones del flujo de sedimentos del río, el equipo de investigación calculó la cantidad de partículas de restos vegetales y rocas que contienen carbono que exporta cada río. Los científicos estimaron que los ríos del mundo transportan cada año 200 megatones (200 millones de toneladas) de carbono a océano, lo que equivale a aproximadamente el 0,02 por ciento de la masa total de carbono en la atmósfera. Puede no parecer mucho, pero dentro de entre 1.000 y 10.000 años, continuará sumando cantidades significativas de carbono (entre el 20 y el 200 por ciento) extraídas de la atmósfera.

En general, las plantas convierten el CO2 de la atmósfera en carbono orgánico a través de la fotosíntesis, pero la mayor parte de este carbono finalmente regresa a la atmósfera cuando el material vegetal (o animales que se alimentan de plantas) se descompone. Sin embargo, una pequeña parte de este material termina en los ríos, que lo llevan hacia el mar, donde parte se deposita en el fondo del mar y se entierra y queda desconectado de la atmósfera durante millones de años, hasta que finalmente vuelve a la superficie en forma de rocas.

Al mismo tiempo, los ríos también erosionan rocas que contienen carbono en partículas trasladadas aguas abajo. El proceso expone el carbono al aire, oxidándose el carbono previamente encerrado en dióxido de carbono que puede escaparse de vuelta a la atmósfera. Hasta ahora, los científicos no tenían manera de distinguir qué parte del carbono llevado lejos por los ríos viene de la biosfera o fuentes petrogénicas (rocas). Sin esta información, la capacidad de los expertos de modelar o predecir cuantitativamente el secuestro de carbono en diferentes escenarios era limitada.

El 80% del carbono procede de la bisofera

Para resolver este dilema, los investigadores encontraron una nueva manera de distinguir por primera vez la procedencia del carbono, ya sea a partir de rocas erosionadas o de plantas en descomposición y material del suelo. Ellos analizaron las cantidades de carbono-14, un isótopo radiactivo, en las partículas de los ríos. El carbono-14 se descompone en unos 60.000 años, por lo que sólo está presente en el material procedente de los seres vivos, y no en las rocas. Restando la porción de partículas que no contienen carbono-14, los científicos calcularon el porcentaje que procede de la biosfera terrestre: alrededor del 80 por ciento.

El carbono de la biosfera es la principal fuente del carbono exportado por los ríos

Pero a pesar de que el carbono de la biosfera es la principal fuente del carbono exportado por los ríos, los científicos también descubrieron que los ríos rodeados de una mayor cantidad de vegetación no necesariamente transportan más carbono al océano. En cambio, la exportación fue controlada principalmente por la capacidad de los ríos para movilizar y transportar partículas. La erosión es el factor clave, cuanta más erosión se produce a lo largo del río, más carbono se transfiere al mar y se secuestra desde el aire.

"La atmósfera es un pequeño reservorio de carbono en comparación con las rocas, los suelos, la biosfera y el océano", escriben los autores de esta investigación en un artículo que se publica en la revista 'Nature'. "Como tal, su tamaño es sensible a pequeños desequilibrios en el intercambio con y entre estos reservorios más grandes", añaden.

"Este estudio proporcionará a los modeladores geoquímicos nuevos puntos de vista sobre un vínculo importante entre el ciclo del agua y el carbono mundial", concluye Don Rice, director del programa en la División de Ciencias del Mar, una importante fuente de financiación de la investigación de la Fundación Nacional de Ciencia.

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