Tiempo de tránsito del carbono en la amazonía

^KeldBach

La Amazonía es mucho más que un pulmón del planeta: es un laboratorio natural en el que se desarrollan procesos fundamentales para el equilibrio del clima global. Un reciente estudio empírico, realizado en un bosque casi prístino de la Amazonía central, ha desvelado detalles sorprendentes sobre la dinámica del carbono en estos ecosistemas. En particular, la investigación se ha centrado en determinar el “tiempo de tránsito” del carbono, es decir, el lapso que transcurre desde que el dióxido de carbono (CO₂) es asimilado durante la fotosíntesis hasta que es liberado nuevamente a la atmósfera a través de la respiración.

A continuación, exploramos en profundidad los métodos, resultados e implicaciones de este estudio que podría cambiar la forma en que entendemos la función de la Amazonía como sumidero o fuente de carbono.

Los bosques tropicales, y en particular la Amazonía, desempeñan un papel sustancial en la regulación del clima. Gracias a su alta tasa de fotosíntesis, estos bosques absorben grandes cantidades de CO₂ de la atmósfera y lo almacenan en su biomasa y en los suelos. Sin embargo, la misma actividad biológica que permite la acumulación de carbono también da lugar a su rápida liberación mediante la respiración —tanto de plantas (respiración autótrofa) como de microorganismos y otros organismos del suelo (respiración heterótrofa). Se estima que en la Amazonía central hasta el 70 % del carbono fijado se devuelve a la atmósfera en pocas décadas, lo que plantea preguntas fundamentales sobre la capacidad de estos ecosistemas para actuar como sumideros a largo plazo.

El concepto de tiempo de tránsito del carbono se refiere al periodo promedio que un átomo de carbono permanece dentro de un ecosistema, desde su entrada (mediante la fotosíntesis) hasta su salida (por la respiración). Este parámetro no solo resume la rapidez con la que el carbono se mueve a través de distintos compartimentos (hojas, tallos, raíces y suelos), sino que también integra procesos tan diversos como la producción, la asignación y la descomposición.

El estudio en cuestión ha utilizado este concepto como una métrica diagnóstica para comprender mejor cómo se distribuyen y se transforman los flujos de carbono en la selva tropical. En otras palabras, conocer el tiempo de tránsito del carbono permite inferir qué tan rápidamente se recicla este elemento dentro de los bosques amazónicos.

Para desentrañar la edad del carbono que se respira en la Amazonía, los investigadores se apoyaron en la medición de radiocarbono (¹⁴C) en el CO₂. El ¹⁴C es un isótopo radioactivo del carbono, cuya concentración en la atmósfera ha variado a lo largo de las últimas décadas —especialmente tras las pruebas nucleares de mediados del siglo XX— y que, al ser incorporado en la materia orgánica, sirve como un “reloj natural” para fechar la edad del carbono.

El equipo realizó muestreos en el Amazon Tall Tower Observatory (ATTO), en dos campañas diferentes: octubre de 2019 y diciembre de 2021. Durante estas campañas, se recolectaron muestras de aire a distintos niveles verticales del dosel:

1. Por debajo del dosel: A 4 y 24 metros sobre el suelo.
2. Por encima del dosel: En la tarde, a 79 y 321 metros sobre el nivel del suelo, para obtener un “fondo” atmosférico de referencia.

Utilizando dos enfoques analíticos —los gráficos de Keeling y Miller-Tans—, los científicos pudieron estimar la firma isotópica de ¹⁴C en el CO₂ liberado por la respiración del ecosistema. Estas técnicas, tradicionalmente empleadas para estudiar la variabilidad del carbono estable (δ¹³C), han permitido en esta ocasión evaluar la edad media del carbono que se libera a la atmósfera.

Los datos obtenidos mostraron que la firma isotópica del CO₂ respirado, expresada en ‰ (por mil), varió entre las dos campañas:

1. Octubre de 2019: La firma de ¹⁴C osciló en torno a −27,8 ‰ (± 0,3 ‰).
2. Diciembre de 2021: Se registró un valor más negativo, de −29,0 ‰ (± 0,5 ‰).

Estas diferencias se tradujeron en estimaciones del tiempo medio de tránsito del carbono que variaron notablemente según la campaña:

• 6 ± 2 años en 2019.
• 18 ± 4 años en 2021.

¿Qué significa esto? Los resultados sugieren que, en promedio, el carbono fijado por la fotosíntesis en este bosque se libera de vuelta a la atmósfera en un lapso que va de 1 a 3 décadas. Este hallazgo resalta que, aunque la Amazonía es un importante captador de CO₂, gran parte de este carbono es reciclado relativamente rápido, limitando su potencial como sumidero a largo plazo.

Además, la diferencia entre las dos campañas indica que el tiempo de tránsito del carbono no es una constante, sino que puede variar significativamente entre estaciones o años. Factores ambientales como la precipitación, la humedad del suelo e incluso perturbaciones antropogénicas (por ejemplo, incendios o deforestación) podrían influir en esta variabilidad.

El estudio no solo ofrece mediciones empíricas inéditas en un bosque tropical, sino que también las confronta con estimaciones obtenidas a partir de modelos y otras investigaciones previas. Por ejemplo:

• Estudios anteriores en la Amazonía central han sugerido tiempos de tránsito entre 3 y 7 años, en línea con los valores más bajos obtenidos en 2019.
• Por otro lado, estimaciones de otros modelos multicompartimentales y datos de bosques tropicales han señalado valores de hasta 24 años para el carbono respirado, lo que se aproxima más a las cifras obtenidas en 2021.

Estas discrepancias ponen de relieve la complejidad del ciclo del carbono en la selva y la necesidad de incorporar mediciones de campo empíricas para afinar los modelos teóricos. La metodología basada en ¹⁴C utilizada en este estudio ofrece una herramienta valiosa para capturar la dinámica temporal y espacial de los procesos de asimilación y liberación de carbono.

El hallazgo de que una gran fracción del carbono asimilado se libera en el transcurso de una o dos décadas tiene importantes implicaciones. En un escenario de cambio climático, comprender la rapidez con la que el carbono se recicla en la Amazonía es esencial para:

1. Evaluar la capacidad de los bosques tropicales como sumideros de carbono: Si el carbono no se almacena por periodos prolongados, la función de estos bosques en mitigar el aumento de CO₂ atmosférico podría ser menor de lo que se pensaba.
2. Refinar los modelos climáticos: Los datos empíricos sobre el tiempo de tránsito del carbono permitirán mejorar la precisión de las proyecciones sobre el ciclo global del carbono y, por ende, sobre el cambio climático.
3. Planificar estrategias de conservación: Conocer la variabilidad estacional e interanual en la dinámica del carbono puede ayudar a desarrollar políticas de manejo y conservación que consideren tanto la absorción como la liberación del carbono en los ecosistemas tropicales.

Este innovador estudio, pionero en la aplicación de análisis isotópico de radiocarbono en la Amazonía, nos invita a replantear algunas nociones tradicionales sobre el ciclo del carbono en los bosques tropicales. La evidencia de que el carbono fijado se libera en plazos relativamente cortos —de uno a tres décadas— y que estos tiempos pueden variar significativamente con las condiciones ambientales, subraya la necesidad de un monitoreo continuo y detallado de estos procesos.

En un mundo en el que las discusiones sobre la mitigación del cambio climático son cada vez más urgentes, comprender a fondo cómo funcionan los sumideros naturales de carbono es fundamental. La Amazonía, con su rica biodiversidad y complejas interacciones ecológicas, sigue siendo un enigma fascinante cuyos secretos apenas comenzamos a desvelar.

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