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La emisión de carbono del permafrost ártico subestimada en un 14%


El río Saviukviayak, de color rojo y con manchas de hierro, en la ladera norte de Alaska. Imagen: Rose Cory


Fuente: Phys - Universidad de Michigan - Por Morgan Sherburne, Universidad de Michigan

En el permafrost, que es el suelo congelado del ártico hay el equivalente a lo que producen 500 millones de automóviles. Esto podría llevar a un incremento de 0,3° a 0,4°C de calentamiento global adicional. Pero con la nueva investigación, a esto hay que sumarle un 14% más.


Imagina 500 millones de coches en filas. Eso es el carbono, alrededor de 1.000 petagramos o mil millones de toneladas métricas, que está encerrado en el permafrost del Ártico.


Actualmente, los científicos estiman que entre el 5 y el 15% del carbono almacenado en los suelos de permafrost superficial podría ser emitido como dióxido de carbono para el 2100, dada la actual trayectoria del calentamiento global. Esta emisión, estimulada por la acción microbiana, podría llevar a un incremento de 0,3° a 0,4°C de calentamiento global adicional.


Pero a esta estimación le falta un camino crucial por el que el dióxido de carbono podría estar entrando en la atmósfera: la luz solar.


Según un estudio de la Universidad de Michigan, el carbono orgánico de los suelos de permafrost descongelados que se vierten en los lagos y ríos puede convertirse en dióxido de carbono mediante la luz solar, un proceso conocido como fotomineralización.


La investigación, dirigida por la geoquímica acuática Rose Cory, ha descubierto que el carbono orgánico del permafrost en proceso de descongelación es muy susceptible a la fotomineralización por luz ultravioleta y visible, y podría aportar un 14% adicional de dióxido de carbono a la atmósfera. El estudio de su equipo se publica en la revista Geophysical Research Letters.


"Sólo recientemente los modelos climáticos globales han incluido los gases de efecto invernadero del deshielo de los suelos de permafrost. Pero ninguno de ellos contiene esta vía de retroalimentación", dijo Cory, profesora asociada de ciencias de la tierra y del medio ambiente.


"Para obtener una cifra sobre cuánto carbono podría liberarse de los suelos de permafrost a través de la oxidación, tenemos que entender cuáles son los procesos y cuál es la escala de tiempo: tal vez este carbono es tan resistente a la oxidación que, incluso si se descongelara, simplemente fluiría hacia el océano Ártico y sería enterrado en otro congelador".


Esta vía ha sido debatida porque medir cómo la luz solar degrada el carbono del suelo es difícil. Cada longitud de onda de la luz tiene un efecto diferente en el carbono orgánico del suelo, al igual que el nivel de hierro en el suelo. Para medir con precisión cómo se emite el dióxido de carbono cuando el carbono orgánico se expone a la luz solar, el coautor, Collin Ward, científico del Instituto Oceanográfico de Woods Hole y alumno de la Universidad de Michigan, desarrolló un método para medir el efecto de cada longitud de onda sobre el carbono orgánico del suelo. Para ello, construyó un nuevo instrumento que utiliza luces LED para imitar las diferentes longitudes de onda del sol.


"Este nuevo método basado en LED hace mucho más fácil y barato averiguar cómo varían las reacciones impulsadas por la luz para las diferentes longitudes de onda del sol", dijo Ward. "Después de construir el instrumento, inmediatamente llamé a Rose y le dije que quería usarlo primero en muestras de permafrost".


Los investigadores colocaron en el instrumento carbono orgánico lixiviado de muestras de suelo de seis lugares del Ártico, y luego sometieron las muestras a la luz LED. Después de la exposición a la luz, extrajeron el dióxido de carbono criogénicamente y utilizaron un espectrómetro de masas para medir la edad y la cantidad de dióxido de carbono emitido por el carbono del suelo.


Descubrieron que no sólo la longitud de onda de la luz solar afectaba a la cantidad de dióxido de carbono liberado, sino que también lo hacía la cantidad de hierro de la muestra. El hierro actuó como catalizador, aumentando la reactividad del suelo.


"Lo que hemos sospechado durante mucho tiempo es que el hierro cataliza este proceso impulsado por la luz solar, y eso es exactamente lo que muestran nuestros resultados", dijo Cory. "A medida que la cantidad total de hierro aumenta, la cantidad de dióxido de carbono aumenta".


El equipo de Cory también utilizó la datación por carbono para envejecer el carbono orgánico del suelo y el dióxido de carbono emitido por él para demostrar que esta oxidación estaba ocurriendo en el permafrost antiguo, no sólo en el suelo que se descongela anualmente. Esto es importante porque el suelo que se descongela anualmente liberaría una cantidad mucho menor de dióxido de carbono que la disponible en el permafrost.


Los investigadores descubrieron que tenía entre 4.000 y 6.300 años de antigüedad, y al demostrar la edad del suelo, muestran que el carbono del permafrost es susceptible, o lábil, a la oxidación a dióxido de carbono.


"No sólo tenemos la primera medición específica de longitud de onda de esta reacción impulsada por la luz solar, sino que hemos verificado que es el carbono antiguo el que se oxida a dióxido de carbono", dijo Cory. "Podemos poner a descansar cualquier duda de que la luz solar oxidará el carbono antiguo y mostramos lo que está controlando este proceso - es el hierro que cataliza la oxidación por la luz solar del carbono antiguo (o viejo)".


Incluyendo el hallazgo del equipo de la Universidad de Michigan, en los modelos de cambio climático significa que - conservadoramente - podría haber una liberación del 6% de los 100.000 millones de toneladas métricas de carbono actualmente almacenadas en el permafrost del Ártico. Si 6% no suena como mucho, considera que es el equivalente en carbono de aproximadamente 29 millones de coches que se evaporan a la atmósfera.


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