Alrededor de una cuarta parte del suelo en el hemisferio norte está permanentemente congelado. Se estima que estas áreas contienen aproximadamente el doble de carbono que la atmósfera actual del mundo. Una nueva investigación dice que estos suelos de permafrost no solo se están descongelando cada vez más a medida que la Tierra se vuelvemás cálida, pero también libera ese carbono, que acelera la descongelación.
Un equipo de investigación internacional que incluye a Thomas Borch, profesor de la Universidad Estatal de Colorado en el Departamento de Ciencias del Suelo y Cultivos, y Monique Patzner, estudiante de doctorado en el Centro de Geociencias Aplicadas de la Universidad de Tübingen en Alemania, ha investigado la formaeste desarrollo afecta a los microorganismos del suelo. Sus resultados han sido publicados en Comunicaciones de la naturaleza . Borch, quien co-asesora a Patzner, también tiene nombramientos en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y en el Departamento de Química de CSU. Patzner fue el autor principal del artículo.
El trabajo fue dirigido por Andreas Kappler de la Universidad de Tübingen y Casey Bryce de la Universidad de Bristol en el Reino Unido.
El equipo trabajó con la suposición de que la descongelación aumenta la disponibilidad de carbono orgánico para que los microorganismos lo procesen, lo que a su vez libera grandes cantidades de dióxido de carbono y metano. Estos gases aceleran el efecto invernadero, lo que lleva a una mayor descongelación del permafrost en un círculo vicioso.
El aumento de las temperaturas conduce al colapso de suelos de permafrost intactos, lo que resulta en deslizamientos de tierra y la formación generalizada de humedales. En este último estudio, el equipo investigó qué sucede con el carbono atrapado en el suelo cuando el permafrost se descongela.
"El material orgánico presente naturalmente en las muestras se acumuló como turba durante miles de años. Con el deshielo del permafrost, los microbios se vuelven activos y pueden descomponer la turba", dijo Kappler. "También sabemos que los minerales de hierro preservan el carbono orgánico de la biodegradaciónen varios entornos, y por lo tanto podrían ser un sumidero de carbono incluso después de que el permafrost se haya descongelado ".
El hierro reactivo está presente como una especie de óxido y se puede esperar que atrape el material orgánico en lo que los científicos llaman un "sumidero de carbono oxidado".
El equipo investigó el potencial de almacenamiento del sumidero de carbono oxidado en una turbera de permafrost en Stordalen mire, Abisko, Suecia. Allí, se tomaron muestras del agua intersticial del suelo y los núcleos de perforación de la capa activa a lo largo de un gradiente de deshielo del permafrost. El equipo de investigaciónexaminó la cantidad de material orgánico que estaba unido a los minerales de hierro reactivos, la estabilidad de estas asociaciones de hierro y carbono con el deshielo del permafrost y si los microorganismos presentes podían utilizar el material como fuente de alimento y energía. El equipo también llevó a cabo experimentos en el laboratorioen Tubinga.
El equipo de Borch fue responsable de la caracterización de la mineralogía del hierro a lo largo del gradiente de deshielo del permafrost utilizando radiación basada en sincrotrón en la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford. Observaron una pérdida de hierro poco cristalino y una disminución en el hierro quelado en materia orgánica, pero un aumentoen arcillas que contienen hierro y azufres de hierro a lo largo del gradiente de deshielo.
"Esto indicó claramente que importantes fases de hierro se estaban disolviendo debido a las condiciones anaeróbicas inducidas por el deshielo del permafrost", dijo Borch.
El equipo descubrió que los microorganismos aparentemente pueden usar el hierro como fuente de alimento, liberando así el carbono orgánico unido al agua en el suelo.
"Eso significa que el sumidero de carbono oxidado no puede evitar que el carbono orgánico se escape del deshielo del permafrost", dijo Kappler. "Según los datos disponibles en otras partes del hemisferio norte, esperamos que nuestros hallazgos sean aplicables a los entornos de permafrost en todo el mundo".agregó Bryce
Patzner explicó que el sumidero de carbono oxidado solo se encuentra en suelos de permafrost intactos y se pierde durante el deshielo del permafrost. Ahora los investigadores buscan descubrir cómo esto facilita las emisiones de gases de efecto invernadero y, por lo tanto, el calentamiento global.
"Parece que el carbono previamente unido al hierro es altamente biodisponible y, por lo tanto, las bacterias podrían metabolizarlo inmediatamente en emisiones de gases de efecto invernadero", dijo Patzner. "Este es un proceso que actualmente está ausente en los modelos de predicción del cambio climático y debeser factorizado. "
El laboratorio de Borch está utilizando ahora la espectrometría de masas por resonancia de ciclotrón de iones por transformada de Fourier en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético para dilucidar la naturaleza química y el destino de la materia orgánica liberada. Estas investigaciones adicionales deberían ayudar a mejorar la comprensión del ciclo del carbono en estos ecosistemas sensibles,Borch dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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