Debido a que las plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera y lo convierten en alimento, los bosques y otros ecosistemas similares se consideran algunos de los sumideros de carbono más importantes del planeta.
por Priyanka Runwal, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley
De hecho, Estados Unidos y muchos otros países que participaron en la Conferencia de la ONU sobre el Cambio Climático del mes pasado han hecho de las soluciones basadas en la naturaleza una característica fundamental de su marco de mitigación de dióxido de carbono en el marco del Acuerdo de París.
Dado que las actividades humanas hacen que se emita más dióxido de carbono a la atmósfera , los científicos han debatido si las plantas están respondiendo fotosintetizando más y absorbiendo aún más dióxido de carbono de lo que ya lo hacen, y si es así, ¿es un poco o mucho más? Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y UC Berkeley ha utilizado una metodología novedosa que combina modelos de detección remota, aprendizaje automático y biosfera terrestre para descubrir que las plantas están haciendo más fotosíntesis, por una suma del 12%. mayor fotosíntesis global de 1982 a 2020. En ese mismo período, las concentraciones globales de dióxido de carbono en la atmósfera crecieron alrededor del 17%, de 360 partes por millón (ppm) a 420 ppm.
El aumento del 12% en la fotosíntesis se traduce en 14 petagramos de carbono adicional extraído de la atmósfera por las plantas cada año, aproximadamente el equivalente al carbono emitido en todo el mundo por la quema de combustibles fósiles solo en 2020 . No todo el carbono extraído de la atmósfera a través de la fotosíntesis se almacena en los ecosistemas, ya que mucho se libera posteriormente a la atmósfera a través de la respiración, pero el estudio informa un vínculo directo entre el aumento de la fotosíntesis y el aumento del almacenamiento global de carbono. El estudio fue publicado en Nature.
«Este es un aumento muy grande en la fotosíntesis, pero no está ni cerca de eliminar la cantidad de dióxido de carbono que estamos poniendo en la atmósfera», dijo el científico del Berkeley Lab Trevor Keenan, autor principal del estudio. «No está deteniendo el cambio climático de ninguna manera, pero nos está ayudando a frenarlo».
Midiendo la fotosíntesis
Debido a que el dióxido de carbono permanece en la atmósfera décadas más que otros gases de efecto invernadero que provocan el calentamiento global, los esfuerzos para reducirlo son fundamentales para mitigar el cambio climático. Las plantas, a través de la fotosíntesis, y los suelos secuestran aproximadamente un tercio de las emisiones de dióxido de carbono liberadas a la atmósfera cada década por la quema de combustibles fósiles.
Durante la fotosíntesis, las plantas abren poros diminutos en la superficie de sus hojas para succionar dióxido de carbono del aire y producir su propia comida. Para medir esta actividad fotosintética, los científicos pueden poner una hoja en una cámara cerrada y cuantificar la caída de los niveles de dióxido de carbono en el aire del interior. Pero es mucho más difícil medir la cantidad de dióxido de carbono que absorbe todo un bosque.
A través de iniciativas como AmeriFlux , una red de sitios de medición coordinada por el Proyecto de Gestión AmeriFlux del Departamento de Energía en Berkeley Lab, científicos de todo el mundo han construido más de 500 torres micrometeorológicas en bosques y otros ecosistemas para medir el intercambio de gases de efecto invernadero entre la atmósfera. y la vegetación y el suelo. Si bien estas torres de flujo pueden ayudar a estimar las tasas de fotosíntesis, son caras y, por lo tanto, tienen una cobertura geográfica limitada y pocas se han implementado a largo plazo.
Esto explica por qué los científicos se basan en imágenes de satélite para mapear qué parte de la Tierra es verde y, por lo tanto, está cubierta por plantas, lo que les permite inferir la actividad fotosintética global. Pero con el aumento de las emisiones de dióxido de carbono, esas estimaciones basadas únicamente en el verde se vuelven problemáticas.
Trayendo historia en la imagen
Las imágenes de satélite pueden capturar el verde adicional para tener en cuenta las hojas adicionales que las plantas producen debido al crecimiento acelerado. Pero a menudo no tienen en cuenta la mayor eficiencia de cada hoja para realizar la fotosíntesis. Además, esta eficiencia no aumenta al mismo ritmo que se acumula el dióxido de carbono en la atmósfera.
Los esfuerzos anteriores para estimar cómo las tasas de fotosíntesis responden al aumento de las concentraciones de dióxido de carbono encontraron resultados muy variables, desde poco o ningún efecto en el extremo inferior, hasta efectos muy grandes en el extremo superior.
«Es muy importante comprender esa magnitud», dijo Keenan, quien también es profesor asistente en el Departamento de Ciencias, Políticas y Gestión Ambientales de UC Berkeley. «Si el aumento [de la fotosíntesis] es pequeño, es posible que no tengamos el sumidero de carbono que esperamos».
Entonces, Keenan y su equipo de investigadores adoptaron un nuevo enfoque: analizaron casi tres décadas de estimaciones de sumideros de carbono realizadas por el Proyecto Global de Carbono. Los compararon con predicciones de imágenes satelitales de la Tierra tomadas entre 1982 y 2012 y modelos que utilizan el intercambio de carbono entre la atmósfera y la tierra para hacer estimaciones de los sumideros de carbono.
«Nuestra estimación de un aumento del 12% se sitúa justo en el medio de las otras estimaciones», dijo. «Y en el proceso de generar nuestra estimación, nos permitió volver a examinar las otras estimaciones y comprender por qué eran demasiado grandes o pequeñas. Eso nos dio confianza en nuestros resultados».
Si bien este estudio destaca la importancia de proteger los ecosistemas que actualmente están ayudando a frenar el ritmo del cambio climático, Keenan señala que no está claro durante cuánto tiempo los bosques continuarán prestando este servicio.
«No sabemos qué nos deparará el futuro en cuanto a cómo las plantas continuarán respondiendo al aumento de dióxido de carbono», dijo. «Esperamos que se sature en algún momento, pero no sabemos cuándo ni en qué grado. En ese momento, los sumideros terrestres tendrán una capacidad mucho menor para compensar nuestras emisiones. Y los sumideros terrestres son actualmente la única solución basada en la naturaleza que que tenemos en nuestra caja de herramientas para combatir el cambio climático «.
