Un estudio en el Mojave comprobó que los suelos captan CO₂ al enfriarse durante la noche y lo liberan con el calor del día, un intercambio físico que puede alterar la interpretación de la respiración terrestre
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Karem Díaz S.
Los suelos minerales del desierto de Mojave, en Estados Unidos, absorben dióxido de carbono de la atmósfera durante la noche y vuelven a liberarlo cuando se calientan durante el día, según una investigación de la Universidad de California en Berkeley publicada el 23 de septiembre de 2026 en Science Advances. El equipo combinó observaciones de campo iniciadas en 2017 con tres años de experimentos de laboratorio y concluyó que este intercambio puede producirse mediante un mecanismo físico de adsorción y desorción sobre minerales y partículas finas, sin depender directamente de plantas o microorganismos.
El hallazgo aporta una explicación para mediciones que durante años resultaban difíciles de encajar en la visión convencional de la respiración del suelo: en determinadas tierras secas, durante la noche se había observado un flujo negativo de carbono, es decir, CO₂ desplazándose desde la atmósfera hacia el terreno en lugar de salir de él. Los resultados indican que al enfriarse los minerales aumenta su capacidad de retener moléculas de CO₂ sobre sus superficies; cuando la temperatura vuelve a subir, parte de ese gas se desprende.
La investigación introduce así un componente abiótico en un intercambio que suele interpretarse principalmente mediante procesos biológicos. El resultado complementa trabajos anteriores sobre cómo las variaciones de humedad y temperatura del suelo pueden modificar los flujos de carbono y afectar los modelos climáticos, pero identifica un mecanismo físico diferente que adquiere especial visibilidad donde la actividad biológica es reducida.
El suelo del Mojave absorbe CO₂ cuando cae la temperatura
El equipo encabezado por Anna Abramova, investigadora doctoral del Department of Environmental Science, Policy, and Management de UC Berkeley, estudió un comportamiento observado durante el seguimiento continuo del Mojave. Los sensores mostraban que por la noche la concentración de CO₂ a cinco centímetros de profundidad podía caer por debajo de la registrada en la superficie.
Esa diferencia generaba un gradiente en dirección contraria al esperado para la respiración normal del suelo: el dióxido de carbono entraba desde la atmósfera hacia el terreno.
En ecosistemas con abundante vegetación, las raíces y los microorganismos transforman y liberan grandes cantidades de carbono. Las plantas capturan CO₂ mediante fotosíntesis, parte del carbono llega al suelo a través de raíces y materia orgánica y los microorganismos lo procesan posteriormente, devolviendo una fracción a la atmósfera.
En los desiertos, donde la vegetación es escasa y la actividad biológica puede ser mucho menor, esos procesos no siempre dominan por completo la señal medida. El nuevo estudio muestra que el intercambio físico entre el gas y las superficies minerales puede adquirir entonces una importancia comparable.
La distinción resulta relevante porque las tierras secas no son sistemas climáticamente pasivos. Investigaciones recientes han mostrado que la respuesta de la vegetación al aumento del CO₂ también puede modificar el balance de agua y la futura expansión de las regiones áridas, evidenciando que los intercambios entre atmósfera, suelo y vegetación dependen de mecanismos que actúan simultáneamente.
Tres años de laboratorio pusieron a prueba la explicación mineral
Para comprobar si el comportamiento observado podía explicarse mediante adsorción, los investigadores recogieron muestras de suelo del Mojave y las llevaron al laboratorio. Abramova realizó posteriormente experimentos especializados en Lawrence Berkeley National Laboratory para medir cuánto CO₂ podían retener las muestras bajo diferentes temperaturas y concentraciones del gas.
Los ensayos reprodujeron el contraste térmico característico del desierto. La superficie del suelo del Mojave puede aproximarse a 60 °C durante el día y descender por debajo de 20 °C durante la noche.
Al reducirse la temperatura, las muestras aumentaron su capacidad para adsorber dióxido de carbono. Al calentarse nuevamente, liberaron parte del gas retenido. Los resultados experimentales coincidieron con el patrón registrado independientemente por los sensores instalados en el terreno.
La adsorción no significa que el CO₂ penetre necesariamente en la estructura del mineral o se convierta inmediatamente en una nueva sustancia. En este proceso, las moléculas se adhieren a superficies de minerales y partículas finas. La cantidad retenida cambia con las condiciones físicas, particularmente con la temperatura.
Esta respuesta permite que el mismo suelo funcione alternativamente como receptor y emisor dentro de un ciclo diario.
El proceso cambia la interpretación de la respiración del suelo
Una consecuencia del estudio afecta a la manera de interpretar determinadas mediciones de intercambio de carbono entre la superficie terrestre y la atmósfera.
La respiración del suelo suele relacionarse con la temperatura porque la actividad metabólica de raíces y microorganismos cambia cuando el terreno se calienta o enfría. Sin embargo, los científicos habían observado en tierras secas patrones diarios difíciles de explicar exclusivamente mediante esa respuesta biológica.
El nuevo trabajo plantea que una parte de esa señal corresponde a CO₂ que se adhiere físicamente al suelo durante las horas frías y se desprende cuando aumenta la temperatura. Al incorporar este intercambio térmico, los autores encontraron que cambia incluso la interpretación de determinados patrones de histéresis entre temperatura y flujo de carbono.
Esto no elimina la importancia de microorganismos y raíces. Los procesos biológicos continúan siendo componentes fundamentales del ciclo terrestre del carbono. De hecho, la eficiencia con la que las comunidades microbianas procesan el carbono del suelo influye directamente en cuánto permanece almacenado y cuánto vuelve a la atmósfera.
La aportación del estudio del Mojave consiste en mostrar que, especialmente en ambientes secos con respiración biológica relativamente baja, una fracción de la señal medida puede proceder de la física de los minerales.
El intercambio anual podría alcanzar miles de millones de toneladas
Los experimentos permitieron calcular una adsorción anual en la capa térmicamente activa del suelo de entre 16,7 y 19,3 gramos de carbono procedente del CO₂ por metro cuadrado y año.
Al extrapolar el mecanismo a escala global, los autores estimaron un posible intercambio abiótico de aproximadamente 2,2 a 2,5 mil millones de toneladas de carbono entre los suelos y la atmósfera cada año. La comunicación de UC Berkeley expresa el orden de magnitud de forma más amplia, entre una y tres gigatoneladas anuales.
La cifra requiere una interpretación cuidadosa. No representa una retirada neta anual de miles de millones de toneladas de carbono de la atmósfera. Gran parte del CO₂ captado durante las horas frías vuelve a desprenderse cuando el terreno se calienta.
Se trata, por tanto, de un flujo de intercambio y no de una demostración de almacenamiento permanente. Tampoco constituye todavía una estimación global basada en mediciones representativas de todos los desiertos: la extrapolación parte de las propiedades observadas en suelos del Mojave.
La necesidad de diferenciar intercambio temporal y secuestro duradero también aparece en otras estrategias climáticas. La capacidad de los suelos para almacenar carbono durante periodos prolongados depende de mecanismos distintos, como incorporación de materia orgánica, estabilización y condiciones que reduzcan su posterior liberación.
La extrapolación global todavía tiene una incertidumbre importante
Los investigadores advierten implícitamente de una limitación fundamental: los desiertos no poseen una composición mineral uniforme. Diferencias en mineralogía, tamaño de partículas, humedad, materia orgánica y amplitud térmica pueden modificar la capacidad de adsorción.
Por esa razón, aplicar directamente las tasas medidas en el Mojave a todas las regiones áridas ofrece una aproximación de escala, no un inventario definitivo del flujo mundial.
Existen indicios de fenómenos semejantes en otros ambientes secos y fríos, incluida la Antártida, pero será necesario medir diferentes tipos de suelo para determinar cuánto varía el proceso entre regiones.
Abramova está investigando precisamente cómo cambia la adsorción en suelos con mayores contenidos de carbono orgánico y en minerales con distintas capacidades para retener gases.
Las tierras secas responden además de forma compleja al calentamiento global. El aumento de temperatura no implica que todas evolucionen de la misma manera, ya que vegetación, disponibilidad de agua y circulación atmosférica pueden modificar la aridez. Un análisis reciente concluyó que la respuesta fisiológica de las plantas al CO₂ puede moderar parte de la expansión proyectada de las zonas secas, aunque no elimina los riesgos asociados al calentamiento y la desertificación.
Los modelos del carbono podrían estar atribuyendo mal algunos flujos
El principal alcance climático del descubrimiento no reside en convertir los desiertos en un nuevo gran sumidero, sino en mejorar la contabilidad de cómo se mueve el carbono.
Si una medición nocturna de CO₂ se interpreta exclusivamente como resultado de respiración biológica, cuando parte del flujo corresponde en realidad a adsorción mineral, los modelos pueden asignar el intercambio al proceso equivocado. Eso afecta a la comprensión de la sensibilidad del suelo frente a la temperatura y de su respuesta ante cambios ambientales.
La dificultad de representar correctamente el carbono terrestre ya es conocida. Estudios previos han advertido que determinados procesos del suelo pueden generar emisiones mayores de las consideradas en algunos modelos climáticos, especialmente cuando cambian simultáneamente humedad y temperatura.
La adsorción mineral añade otra variable: parte del movimiento diario de CO₂ puede producirse incluso sin una transformación biológica del carbono.
El polvo mineral muestra que los componentes abióticos también importan
La investigación refuerza una idea más amplia de las ciencias del sistema terrestre: los materiales minerales pueden influir sobre el clima mediante procesos que no dependen directamente de organismos vivos.
Los desiertos aportan, por ejemplo, enormes cantidades de polvo a la atmósfera. Ese material modifica la radiación, transporta nutrientes y participa en interacciones con nubes, océanos y ecosistemas terrestres.
Un estudio publicado este mismo mes encontró que la cantidad global de polvo mineral atmosférico disminuyó alrededor de un 10 % entre 2003 y 2023 y estimó que la pérdida de su ligero efecto refrigerante pudo contribuir modestamente al calentamiento reciente.
En el Mojave, el proceso ahora identificado ocurre directamente sobre las superficies del suelo: los minerales interactúan con las moléculas de dióxido de carbono conforme cambia la temperatura a lo largo del día.
El descubrimiento no convierte al desierto en una solución climática inmediata
La capacidad natural de determinados minerales para adsorber CO₂ puede despertar interés sobre posibles aplicaciones para retirar carbono de la atmósfera, pero el estudio no demuestra todavía una tecnología de captura climática.
El problema fundamental es la reversibilidad. Si el CO₂ captado durante la noche vuelve a la atmósfera con el calentamiento diurno, no existe por ese mecanismo una eliminación neta duradera.
Para convertir una captura temporal en almacenamiento climático sería necesario conseguir que el carbono permaneciera retenido o se transformara en una forma estable durante periodos mucho mayores. El nuevo trabajo no demuestra que eso ocurra de manera suficiente para utilizar los suelos del desierto como sistema de secuestro.
Su contribución inmediata es científica: identificar y cuantificar un proceso que puede estar escondido dentro de mediciones atribuidas tradicionalmente a la respiración del suelo.
Otros desiertos deberán confirmar la magnitud del fenómeno
La combinación de casi una década de observaciones de campo y experimentos controlados proporciona evidencia directa del mecanismo en los suelos estudiados del Mojave. El siguiente desafío será establecer hasta qué punto representa a las extensas regiones áridas del planeta.
Los investigadores deberán comparar minerales, texturas, humedad y oscilaciones térmicas en diferentes desiertos cálidos y fríos. También será necesario determinar cómo interactúa la adsorción con procesos biológicos cuando existe mayor vegetación o aumenta la materia orgánica.
La investigación muestra que incluso superficies aparentemente pobres en actividad biológica pueden participar intensamente en los intercambios diarios entre la Tierra y la atmósfera. Si el mecanismo resulta extendido, los modelos globales del carbono tendrán que separar con mayor precisión cuánto CO₂ se mueve por respiración de organismos y cuánto responde simplemente a la física de los minerales y a las oscilaciones de temperatura.
Fuentes referenciales:
University of California, Berkeley
Science Advances
