Un estudio en 32 redes acuáticas del norte de Suecia encontró que una mayor superficie lacustre prolonga la permanencia del agua y aumenta la proporción de carbono liberada a la atmósfera
Redactor: Luis Ortega
Editor: Karem Díaz S.
Los lagos no funcionan únicamente como depósitos de agua dentro de una cuenca. Una investigación desarrollada en el norte de Suecia muestra que también pueden modificar el recorrido del carbono transportado por arroyos y ríos, favoreciendo que una proporción mayor termine en la atmósfera en lugar de continuar aguas abajo.
El equipo, encabezado por Fredrik Alriksson, de la Universidad de Umeå, examinó 32 redes conectadas de lagos y corrientes. Los resultados, publicados en Geophysical Research Letters, indican que las redes con diez veces más superficie acuática tuvieron emisiones de carbono casi dos veces superiores en relación con la cantidad exportada corriente abajo.
Una visión integrada de lagos, arroyos y ríos
El carbono procedente de los suelos y la vegetación entra en los sistemas acuáticos mediante la escorrentía y otras vías. Una parte viaja disuelta hacia ríos mayores y océanos, otra queda retenida en los sedimentos y una fracción se transforma en gases, incluido dióxido de carbono, que pasan desde el agua hacia la atmósfera.
Hasta ahora, numerosos análisis habían estudiado lagos y corrientes como componentes separados. El nuevo trabajo propone observarlos como redes interconectadas, porque la presencia, el tamaño y la distribución de los cuerpos lacustres modifican la velocidad con la que el agua y el carbono atraviesan el paisaje.
Esta perspectiva complementa investigaciones que han descrito a las orillas de los lagos como zonas capaces de almacenar carbono. Ambas funciones pueden coexistir: mientras parte del elemento queda enterrada en los sedimentos o suelos costeros, otra parte es procesada dentro del agua y regresa a la atmósfera.
El tiempo de residencia determina el destino del carbono
Una corriente rápida puede transportar el carbono hacia zonas situadas aguas abajo en poco tiempo. Un lago, en cambio, ralentiza el movimiento del agua y prolonga su permanencia dentro de la red hidrográfica, aumentando las oportunidades para que actúen procesos químicos y biológicos.
Los investigadores denominaron “tiempo de residencia de la red” al periodo durante el cual el agua permanece en el conjunto conectado de corrientes y lagos. En los sistemas suecos estudiados, ese intervalo varió desde apenas 42 minutos hasta 29 años. Los lagos explicaron casi toda esa diferencia.
Las redes con diez veces más superficie acuática presentaron tiempos de residencia aproximadamente 35 veces más prolongados. Al mismo tiempo, sus emisiones de carbono fueron 1,8 veces mayores respecto de la cantidad que continuó su recorrido aguas abajo.
El resultado no implica que todos los lagos emitan más carbono que los arroyos. De hecho, las corrientes produjeron más emisiones totales en los sistemas analizados. La diferencia aparece en el balance: donde había más superficie lacustre, una proporción mayor del carbono se liberó a la atmósfera antes de abandonar la red.
Los microorganismos podrían aprovechar el viaje más lento
Una de las explicaciones propuestas es que la permanencia prolongada del agua ofrece más tiempo a los microorganismos para descomponer el carbono orgánico disuelto. Parte de ese procesamiento biológico genera dióxido de carbono, que posteriormente puede escapar desde la superficie del agua.
El estudio no midió directamente todos los procesos responsables del patrón. Por ese motivo, los autores no pudieron determinar qué proporción de las emisiones se originó específicamente en la degradación microbiana ni separar por completo este mecanismo de otras diferencias entre las redes con muchos o pocos lagos.
Los sedimentos agregan otra dimensión al balance. Ciertas condiciones permiten almacenar materia orgánica durante periodos prolongados, mientras que otras favorecen su transformación. Investigaciones sobre cómo los microorganismos de los sedimentos consumen metano muestran que los fondos lacustres albergan procesos capaces de modificar el flujo de gases de efecto invernadero.
También intervienen los nutrientes disponibles. El descubrimiento de que un mineral presente en sedimentos puede retener fósforo ilustra la complejidad de las interacciones entre materia orgánica, minerales, microorganismos y calidad del agua dentro de estos ecosistemas.
Más de 400 puntos de medición durante cuatro estaciones
El equipo realizó muestreos repetidos durante el deshielo primaveral, el inicio del verano, el periodo de bajo caudal de finales del verano y el aumento otoñal del flujo. Esta estrategia permitió observar cómo cambiaba el movimiento del carbono bajo condiciones hidrológicas distintas.
Las mediciones abarcaron más de 360 tramos de corrientes y 42 lagos. En cada red se estimaron las emisiones de dióxido de carbono y la cantidad de carbono disuelto que seguía desplazándose aguas abajo.
La relación entre emisiones atmosféricas y exportación fluvial fue menor durante la primavera y el otoño, y alcanzó su nivel más alto en verano. Las condiciones estivales coincidieron con temperaturas más cálidas, tiempo relativamente seco y caudales reducidos.
Cuando circula menos agua, el carbono puede permanecer durante más tiempo dentro de la red. Las temperaturas elevadas también pueden acelerar los procesos biológicos y químicos que transforman la materia orgánica disuelta. El patrón asociado con una mayor presencia de lagos se mantuvo incluso durante un verano inusualmente seco.
El clima puede modificar el funcionamiento de las redes acuáticas
Los resultados sugieren que no basta con conocer cuánta agua circula por una cuenca. La forma de la red, la cantidad de lagos y el tiempo que el agua permanece en ellos también influyen en la proporción de carbono que se transporta, almacena o libera.
Esta relación adquiere importancia ante el calentamiento del Ártico y los cambios en los ciclos hidrológicos. Alteraciones en la nieve, el deshielo, las precipitaciones, la temperatura y los caudales pueden modificar el tiempo de residencia y la actividad de los microorganismos acuáticos.
Los cambios estacionales no siempre responden de una manera lineal. Un estudio anterior sobre la transformación de los lagos invernales por el calentamiento mostró que retrasar la formación del hielo puede producir respuestas inesperadas en la temperatura del agua profunda.
La investigación sueca tampoco permite trasladar automáticamente sus proporciones a todas las regiones. El clima, la geología, la vegetación, la profundidad de los lagos, la composición del agua y la actividad humana pueden alterar el balance de cada cuenca.
Las aguas interiores deben entrar en los balances climáticos
Lagos, ríos, arroyos, humedales, embalses y llanuras de inundación participan activamente en el ciclo terrestre del carbono. No son conductos pasivos: transforman la materia que reciben y determinan cuánto carbono alcanza el océano, cuánto queda almacenado y cuánto retorna a la atmósfera.
Esta función también se observa en regiones cálidas. Un análisis de las emisiones procedentes de aguas continentales tropicales mostró la necesidad de mejorar la representación de estos ecosistemas en las evaluaciones de gases de efecto invernadero.
Los autores sostienen que los modelos del ciclo global del carbono deben incorporar la conectividad entre los distintos componentes de las cuencas. Medir aisladamente las emisiones de un lago o el carbono transportado por un río puede omitir las transformaciones que ocurren durante todo el recorrido.
El trabajo aporta una conclusión operativa para la investigación climática: la arquitectura de una red acuática puede ser tan relevante como su volumen de agua. Determinar dónde se encuentran los lagos y cuánto retrasan el flujo ayudará a estimar con mayor precisión el destino del carbono continental.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Geophysical Research Letters
