Científicos han descubierto que las emisiones de dióxido de carbono (CO2) del suelo son más sensibles al calentamiento climático en áreas donde el permafrost colapsó que en áreas donde perdura.
Este estudio, basado en experimentos de calentamiento de campo combinados con la incubación de suelos en laboratorio a partir de un muestreo a gran escala, proporciona nuevos conocimientos sobre la retroalimentación carbono-clima del permafrost en el contexto del futuro calentamiento climático. Los resultados se publican en Nature Geoscience.
Las temperaturas más cálidas han provocado un rápido deshielo del permafrost en regiones de permafrost de altas latitudes y altitudes. El deshielo abrupto del permafrost, conocido como termokarst, ocurre en alrededor del 20% de la región de permafrost del norte, pero esta región almacena aproximadamente la mitad de todo el carbono orgánico subterráneo.
Este tipo de deshielo puede reestructurar la morfología de la superficie terrestre, provocando cambios abruptos en las propiedades bióticas y abióticas del suelo, que pueden alterar significativamente el ciclo del carbono del ecosistema.
Dado que tanto las áreas termokarst como las no termokarst están experimentando simultáneamente un calentamiento continuo, una consideración importante, pero hasta ahora pasada por alto, es si los efectos del calentamiento sobre el flujo de CO2 del suelo podrían diferir entre estas dos formas de relieve distintas.
La investigación
Para llenar este vacío de conocimiento, un grupo de investigación colaborativo dirigido por el profesor Yang Yuanhe del Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de China ha investigado cómo la formación de termokarst influye en las respuestas de los flujos de CO2 del suelo al calentamiento climático, utilizando múltiples enfoques.
En un experimento de calentamiento bien replicado y realizado simultáneamente en áreas termokarst y no termokarst, los investigadores encontraron que el aumento inducido por el calentamiento en la liberación de CO2 del suelo era aproximadamente 5,5 veces mayor en las características termokarst que en las formas terrestres adyacentes no termokarst.
Luego analizaron más de 30 posibles impulsores de los efectos del calentamiento en la liberación de CO2 mediante análisis fisicoquímicos del suelo, resonancia magnética nuclear de 13C en estado sólido y secuenciación metagenómica.
Descubrieron que la mayor respuesta al calentamiento se debía principalmente a la menor calidad del sustrato del suelo y a una mayor abundancia de genes funcionales microbianos relacionados con la descomposición del carbono orgánico en los suelos afectados por el termokarst.
Además, al incubar suelos de seis sitios adicionales afectados por termokarst a lo largo de un transecto de permafrost de 550 km, descubrieron que la formación de termokarst aumentaba significativamente la sensibilidad a la temperatura de la liberación de CO2, proporcionando evidencia adicional de la respuesta más fuerte del CO2 del suelo al calentamiento en paisajes termokarst.
Como exploración preliminar de su importancia global, extrapolando la respuesta al calentamiento del flujo de CO2 del suelo a todas las regiones termokarst de tierras altas en el hemisferio norte, podría haber una liberación adicional de carbono en el suelo equivalente a una cuarta parte de “las pérdidas de carbono del suelo del permafrost previstas para finales del siglo XXI”, afirmó el profesor Yang, autor correspondiente del estudio.
Este estudio proporciona múltiples líneas de evidencia de que la pérdida de CO2 del suelo inducida por el calentamiento es mayor bajo la formación de termokarst. Estos hallazgos pueden ayudar a proyectar con mayor precisión la trayectoria futura de la retroalimentación carbono-clima del permafrost, según los autores.
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