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Los viejos reservorios de carbono probablemente no causen una liberación masiva de gases de efecto invernadero


El permafrost en el suelo y los hidratos de metano en las profundidades del océano son grandes reservas de carbono antiguo. 


por la Universidad de Rochester


A medida que aumentan las temperaturas del suelo y del océano, los reservorios tienen el potencial de descomponerse, liberando enormes cantidades del potente gas metano de efecto invernadero. Pero, ¿llegaría este metano a la atmósfera?

Investigadores de la Universidad de Rochester, incluido Michael Dyonisius, un estudiante graduado en el laboratorio de Vasilii Petrenko, profesor de ciencias de la tierra y del medio ambiente, y sus colaboradores estudiaron las emisiones de metano de un período en la historia de la Tierra, en parte análogo al calentamiento de la Tierra de hoy. Su investigación, publicada en Science , indica que incluso si se libera metano de estas grandes reservas naturales en respuesta al calentamiento, muy poco llega a la atmósfera.

«Uno de nuestros puntos clave es que debemos preocuparnos más por las emisiones antropogénicas, las originadas por actividades humanas, que por las reacciones naturales», dice Dyonisius.

¿Qué son los hidratos de metano y el permafrost?

Cuando las plantas mueren, se descomponen en materia orgánica a base de carbono en el suelo. En condiciones extremadamente frías, el carbono en la materia orgánica se congela y queda atrapado en lugar de ser emitido a la atmósfera. Esto forma el permafrost, suelo que ha estado continuamente congelado, incluso durante el verano, durante más de un año. El permafrost se encuentra principalmente en tierra, principalmente en Siberia, Alaska y el norte de Canadá.

Junto con el carbono orgánico , también hay abundancia de hielo de agua en el permafrost. Cuando el permafrost se descongela con el aumento de la temperatura, el hielo se derrite y el suelo subyacente se encharca, lo que ayuda a crear condiciones bajas en oxígeno, el ambiente perfecto para que los microbios en el suelo consuman el carbono y produzcan metano.

Los viejos reservorios de carbono probablemente no causen una liberación masiva de gases de efecto invernadero
Las burbujas de aire atrapadas se encuentran entre los registros paleoambientales más singulares porque contienen muestras reales de la atmósfera del pasado. Crédito: Thomas Bauska

Los hidratos de metano, por otro lado, se encuentran principalmente en los sedimentos oceánicos a lo largo de los márgenes continentales. En los hidratos de metano, las jaulas de las moléculas de agua atrapan las moléculas de metano en su interior. Los hidratos de metano solo pueden formarse bajo altas presiones y bajas temperaturas, por lo que se encuentran principalmente en las profundidades del océano. Si la temperatura del océano aumenta, también lo hará la temperatura de los sedimentos oceánicos donde se encuentran los hidratos de metano. Los hidratos se desestabilizarán, se desmoronarán y liberarán el gas metano.

«Si incluso una fracción de eso se desestabiliza rápidamente y ese metano se transfiere a la atmósfera, tendríamos un gran impacto en el invernadero porque el metano es un gas de efecto invernadero muy potente», dice Petrenko. «La preocupación realmente tiene que ver con la liberación de una cantidad realmente masiva de carbono de estas reservas a la atmósfera a medida que el clima continúa calentándose».

Recopilación de datos de núcleos de hielo

Para determinar cuánto metano de los antiguos depósitos de carbono podría liberarse a la atmósfera en condiciones de calentamiento, Dyonisius y sus colegas recurrieron a patrones en el pasado de la Tierra. Perforaron y recolectaron núcleos de hielo del glaciar Taylor en la Antártida. Las muestras de núcleo de hielo actúan como cápsulas de tiempo: contienen pequeñas burbujas de aire con pequeñas cantidades de aire antiguo atrapado en su interior. Los investigadores usan una cámara de fusión para extraer el aire antiguo de las burbujas y luego estudian su composición química .

La investigación de Dyonisius se centró en medir la composición del aire desde el momento de la última deglaciación de la Tierra, hace 8,000-15,000 años.

«El período de tiempo es un análogo parcial de hoy, cuando la Tierra pasó de un estado frío a un estado más cálido», dice Dyonisius. «Pero durante la última deglaciación, el cambio fue natural. Ahora el cambio es impulsado por la actividad humana, y estamos pasando de un estado cálido a un estado aún más cálido».

Los viejos reservorios de carbono probablemente no causen una liberación masiva de gases de efecto invernadero
El metano es un gas traza que existe en partes por nivel de mil millones. El carbono 14 es el isótopo más raro del carbono; solo hay una molécula de carbono-14 por 1012 moléculas de carbono en general. Debido a la rareza del carbono 14 y el metano, los científicos tuvieron que recolectar 1000 kg de hielo para extraer 15 microgramos de carbono derivado de metano necesarios para la medición de metano por radiocarbono en el núcleo de hielo. Crédito: Ben Hmiel

Al analizar el isótopo de metano de carbono 14 en las muestras, el grupo descubrió que las emisiones de metano de los antiguos depósitos de carbono eran pequeñas. Por lo tanto, Dyonisius concluye que «la probabilidad de que estos viejos reservorios de carbono se desestabilicen y creen una gran retroalimentación de calentamiento positivo en la actualidad también es baja».

Dyonisius y sus colaboradores también concluyeron que el metano liberado no llega a la atmósfera en grandes cantidades. Los investigadores creen que esto se debe a varios «amortiguadores» naturales.

Los tampones protegen contra la liberación a la atmósfera.

En el caso de los hidratos de metano, si el metano se libera en el océano profundo, la mayor parte se disuelve y se oxida por los microbios del océano antes de que llegue a la atmósfera . Si el metano en el permafrost se forma lo suficientemente profundo en el suelo, puede ser oxidado por bacterias que se comen el metano, o el carbono en el permafrost nunca puede convertirse en metano y en su lugar puede liberarse como dióxido de carbono.

«Parece que cualquier amortiguador natural que esté en su lugar garantiza que no se libere mucho metano», dice Petrenko.

Los datos también muestran que las emisiones de metano de los humedales aumentaron en respuesta al cambio climático durante la última deglaciación, y es probable que las emisiones de los humedales aumenten a medida que el mundo continúa calentándose hoy.

Aun así, dice Petrenko, «las emisiones antropógenas de metano actualmente son mayores que las emisiones de los humedales en un factor de aproximadamente dos, y nuestros datos muestran que no debemos preocuparnos tanto por las grandes emisiones de metano de los grandes depósitos de carbono en respuesta al calentamiento futuro; deberíamos estar más preocupados por el metano liberado de las actividades humanas «.


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