El registro del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno muestra que el calor y la sequía redujeron el dosel de los bosques de Wyoming pese al aumento del CO₂
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Karem Díaz S.
Fragmentos de hojas fosilizadas conservados en la cuenca de Hanna, en Wyoming, permitieron reconstruir cómo respondieron los bosques a una liberación masiva de carbono ocurrida hace unos 56 millones de años. El estudio encontró que el calentamiento y la reducción de la humedad abrieron drásticamente el dosel forestal y que su recuperación necesitó más de 100.000 años.
La investigación, publicada en la revista científica Science, fue encabezada por la paleobotánica Regan Dunn, del Museo de Historia Natural del Condado de Los Ángeles y La Brea Tar Pits. Entre los participantes también figura Ellen Currano, investigadora de la Universidad de Wyoming especializada en los ecosistemas vegetales del pasado.
El periodo analizado corresponde al Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno, conocido como PETM por sus siglas en inglés. Durante este episodio, una gran cantidad de carbono ingresó en la atmósfera, las concentraciones de dióxido de carbono aumentaron considerablemente y la temperatura media del planeta se elevó varios grados.
Las células de hojas fósiles reconstruyeron el dosel
El equipo trabajó con cutículas, pequeños fragmentos de la superficie exterior de hojas que quedaron preservados en capas de lignito, carbón y sedimentos ricos en materia orgánica. La forma de sus células epidérmicas conserva información sobre la cantidad de luz que recibieron cuando las hojas todavía formaban parte de los árboles.
Las hojas desarrolladas en ambientes sombreados presentan células más alargadas que aquellas expuestas directamente al Sol. A partir de esta relación, los investigadores elaboraron un método para calcular el índice de área foliar, una medida utilizada por los ecólogos para estimar la densidad del dosel y la cantidad de superficie cubierta por hojas.
Antes de aplicarlo a los fósiles, el procedimiento fue calibrado en bosques actuales de América Central y América del Sur. Los científicos fotografiaron las copas con lentes de gran angular, recogieron fragmentos de hojas del suelo y compararon la morfología celular con mediciones contemporáneas de cobertura vegetal.
Después analizaron miles de células procedentes de los depósitos de Wyoming. La secuencia obtenida mostró que el bosque se hizo inicialmente más denso conforme aumentaba el CO₂, pero esa respuesta no se mantuvo cuando el calentamiento y la falta de agua intensificaron el estrés sobre los árboles.
El calor superó la fertilización temporal del CO₂
El dióxido de carbono es necesario para la fotosíntesis y, bajo determinadas condiciones, una mayor concentración puede estimular el crecimiento vegetal. Sin embargo, ese efecto depende de que las plantas dispongan de temperaturas tolerables, agua y nutrientes suficientes. La investigación sobre los límites nutricionales de la fertilización por CO₂ también ha mostrado que una mayor disponibilidad del gas no garantiza aumentos sostenidos de productividad.
Durante el PETM, el aumento térmico y el secamiento terminaron imponiéndose. Los resultados indican que el paisaje perdió alrededor del 60 % de la biomasa vegetal que permanecía en pie. El dosel se abrió, disminuyó la presencia de árboles grandes y se extendieron helechos, palmeras y plantas adaptadas a ambientes tropicales más secos.
La transformación afectó procesos que dependen de la estructura del bosque. Una copa menos densa permite que más radiación alcance el suelo, modifica la temperatura y la humedad cercanas a la superficie, reduce la capacidad de almacenar carbono y puede acelerar la erosión. También altera la circulación del agua, una función examinada en estudios sobre la relación entre los bosques, el clima y el ciclo hidrológico.
El bosque cambió antes de recuperar su estructura
La alteración no se limitó a una reducción temporal del follaje. Los fósiles documentan una sustitución casi completa de la vegetación: especies propias de condiciones cálidas migraron hacia el norte, mientras aumentaron las señales de herbivoría causadas por insectos. La composición vegetal y la actividad de esos organismos volvieron posteriormente a estados similares a los anteriores al PETM.
Antes y después del episodio, el territorio albergaba secuoyas del alba, palmeras, sicomoros, alisos y otros árboles de hoja ancha. La región es actualmente una estepa dominada por artemisas, lo que ilustra cuánto ha variado el clima de Wyoming durante la historia geológica.
El regreso de un dosel comparable al existente antes del calentamiento tardó más de 100.000 años. Ese plazo muestra que la recuperación de la estructura forestal puede ser mucho más lenta que el cambio climático que provoca su degradación. En ecosistemas actuales, la combinación de sequía e incendios también retrasa la recuperación de la vegetación y puede modificar el balance hídrico regional.
El PETM no es una réplica exacta del calentamiento actual
Los investigadores presentan el PETM como el episodio natural más cercano para estudiar las consecuencias de una inyección rápida de carbono, pero advierten que no constituye una reproducción exacta de la crisis contemporánea. La liberación antigua se prolongó durante miles de años, mientras que las emisiones derivadas de los combustibles fósiles están alterando la atmósfera en décadas.
Los bosques modernos afrontan además deforestación, fragmentación, incendios más severos, especies invasoras, contaminación y cambios de uso del suelo. Estas presiones reducen su capacidad de desplazarse, regenerarse o adaptarse a nuevas condiciones. Por ello, la magnitud exacta de la pérdida observada en Wyoming no puede trasladarse automáticamente a cada región forestal actual.
El registro fósil sí demuestra que el efecto fertilizante del CO₂ tiene límites físicos. Cuando el calor y la escasez de agua superan la tolerancia de los árboles, la mortalidad puede imponerse sobre cualquier aumento previo del crecimiento. Esta vulnerabilidad también aparece en investigaciones sobre el riesgo climático para el secuestro forestal de carbono.
La pérdida de dosel puede alimentar una retroalimentación adversa: un bosque degradado almacena menos carbono, regula peor la temperatura local y protege menos el suelo frente a la erosión. El estudio de Wyoming aporta una escala temporal difícil de obtener mediante observaciones modernas y advierte que atravesar ciertos umbrales ecológicos puede dejar efectos persistentes durante periodos incompatibles con las necesidades de las sociedades humanas.
Fuentes referenciales:
Meteored Chile
Universidad de Wyoming
