A través de la quema de combustibles fósiles, los seres humanos están elevando rápidamente los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, lo que a su vez está aumentando las temperaturas globales.
Pero no todo el CO2 liberado por la quema de carbón, petróleo y gas permanece en el aire. Actualmente, alrededor del 25% de las emisiones de carbono producidas por la actividad humana son absorbidas por las plantas, y otra cantidad similar acaba en el océano.
Para saber cuánto más combustibles fósiles podemos quemar evitando niveles peligrosos de cambio climático, necesitamos conocer cómo podrían cambiar estos «sumideros de carbono» en el futuro. Un nuevo estudio dirigido por el Dr. Sun y sus colegas publicado en la revista estadounidense Proceedings of the National Academy of Sciences muestra que la tierra podría absorber algo más de carbono de lo que pensábamos.
Pero no cambia de forma significativa la rapidez con la que debemos disminuir las emisiones de carbono para evitar un cambio climático peligroso.
Los modelos sobreestiman el CO2
El nuevo estudio estima que en los últimos 110 años algunos modelos climáticos sobrepredijeron la cantidad de CO2 que permanece en la atmósfera, en aproximadamente un 16%.
Los modelos no están diseñados para decirnos lo que hace la atmósfera: para eso están las observaciones, y éstas nos dicen que las concentraciones de CO2 en la atmósfera son actualmente superiores a 396 partes por millón, o unas 118 partes por millón por encima de la época preindustrial. Estas observaciones atmosféricas son, de hecho, las mediciones más precisas del ciclo del carbono.
Pero los modelos, que se utilizan para entender las causas del cambio y explorar el futuro, a menudo no coinciden perfectamente con las observaciones. En este nuevo estudio, los autores pueden haber dado con una razón que explica por qué algunos modelos sobrestiman el CO2 en la atmósfera.
Mirando a las hojas
Las plantas absorben el dióxido de carbono del aire, lo combinan con el agua y la luz, y fabrican carbohidratos -el proceso conocido como fotosíntesis.
Está bien establecido que, a medida que aumenta el CO2 en la atmósfera, aumenta la tasa de fotosíntesis. Esto se conoce como el efecto de fertilización del CO2.
Pero el nuevo estudio muestra que los modelos pueden no tener del todo razón en la forma en que simulan la fotosíntesis. Las razones se reducen a cómo se mueve el CO2 dentro de la hoja de una planta.
Los modelos utilizan la concentración de CO2 dentro de las células de la hoja de una planta, en la llamada cavidad subestomática, para conducir la sensibilidad de la fotosíntesis a cantidades crecientes de CO2. Pero esto no es del todo correcto.
El nuevo estudio muestra que las concentraciones de CO2 son en realidad más bajas dentro de los cloroplastos de una planta, las diminutas cámaras de una célula vegetal donde se produce realmente la fotosíntesis. Esto se debe a que el CO2 tiene que atravesar una serie adicional de membranas para llegar a los cloroplastos.
Esto significa que la fotosíntesis tiene lugar a un nivel de CO2 más bajo de lo que suponen los modelos. Pero, en contra de la intuición, dado que la fotosíntesis es más sensible a los niveles crecientes de CO2 en concentraciones más bajas, las plantas están eliminando más CO2 en respuesta al aumento de las emisiones de lo que muestran los modelos.
La fotosíntesis aumenta a medida que aumentan las concentraciones de CO2, pero sólo hasta un punto. En algún momento más CO2 no tiene efecto en la fotosíntesis, que se mantiene igual. Se convierte en una saturación.
Pero si las concentraciones en el interior de una hoja son menores, este punto de saturación se retrasa y el crecimiento de la fotosíntesis es mayor, lo que significa que la planta absorbe más CO2.
El nuevo estudio muestra que cuando se tiene en cuenta la cuestión de la difusividad del CO2 en la hoja, desaparece la diferencia del 16% entre el CO2 modelado en la atmósfera y las observaciones reales.
Es un gran y pulcro trabajo científico, que conecta las complejidades de la estructura a nivel de la hoja con el funcionamiento del sistema terrestre. Tendremos que reexaminar la forma en que modelamos la fotosíntesis en los modelos climáticos y si existe una forma mejor a la luz de los nuevos hallazgos.
¿Cambia esto la cantidad de CO2 que absorbe la tierra?
Este estudio sugiere que algunos modelos climáticos infra-simulan la cantidad de carbono que almacenan las plantas y, en consecuencia, sobre-simulan la cantidad de carbono que va a la atmósfera. El sumidero terrestre podría ser un poco mayor, aunque todavía no sabemos cuánto.
Si el sumidero terrestre hace un mejor trabajo, significa que para una estabilización climática dada, tendríamos que hacer un poco menos de mitigación de carbono.
Pero la fotosíntesis está muy, muy lejos de crear un verdadero sumidero de carbono, uno que realmente almacene carbono durante mucho tiempo.
Alrededor del 50% de todo el CO2 captado por la fotosíntesis vuelve a la atmósfera poco después a través de la respiración de las plantas.
De lo que queda, más del 90% también vuelve a la atmósfera a través de la descomposición microbiana en los suelos y de perturbaciones como el fuego durante los meses o años siguientes – lo que se queda, es el sumidero de la tierra.
Buenas noticias, pero no es el momento para la complacencia
El estudio es una rara y bienvenida pieza de posibles buenas noticias, pero tienen que ser colocadas en su contexto.
El sumidero terrestre tiene incertidumbres muy grandes, han sido bien cuantificadas, y las razones son múltiples.
Algunos modelos sugieren que la tierra seguirá absorbiendo más carbono durante todo este siglo, otros predicen que absorberá más carbono hasta un punto, y otros predicen que la tierra empezará a liberar carbono – convirtiéndose en una fuente, no en un sumidero.
Las razones son múltiples e incluyen información limitada sobre cómo el deshielo del permafrost afectará a los grandes depósitos de carbono, cómo la falta de nutrientes podría limitar la expansión adicional del sumidero de la tierra, y cómo los regímenes de fuego podrían cambiar bajo un mundo más cálido.
Estas incertidumbres juntas son muchas veces mayores que el posible efecto de la difusión de CO2 de las hojas. La conclusión es que los seres humanos siguen teniendo el control absoluto de lo que va a ocurrir con el sistema climático en los próximos siglos, y lo que hagamos con las emisiones de efecto invernadero determinará en gran medida su trayectoria.