Los lagos africanos emiten muchos menos gases de efecto invernadero de lo que se temía, revela una investigación

Una de las claves para predecir el cambio climático es modelar cómo podrían evolucionar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de los ecosistemas naturales. Esto primero requiere estimar con la mayor precisión posible las emisiones actuales de GEI de estos ecosistemas, así como sus causas.

La evaluación implica un proceso constante de reevaluación, en el que los científicos deben adaptarse a las últimas técnicas de medición, marcos teóricos y bases de datos en expansión. A medida que aumenta la potencia de las computadoras, los modelos matemáticos se vuelven más complejos, capturando representaciones de espacio y tiempo con mayor detalle. Esta reevaluación puede ser aún más importante y frecuente para los sistemas que han sido menos estudiados hasta ahora.

Emisiones lacustres: una pieza que falta en el rompecabezas del carbono

Los ríos y lagos, que tienen el potencial de liberar altas cantidades de carbono (CO2) y metano (CH4) a la atmósfera, sin duda forman parte de esta última categoría. Si bien la capacidad de los sistemas oceánicos y terrestres, como los bosques, para secuestrar el CO2 inducido por el hombre se reconoció a fines de la década de 1950, se necesitarían otros 30 años (¡casi una generación de científicos!) para conocer el papel de los ríos, los lagos naturales y las represas en la ciclo del carbono a ser reconocido a mediados de la década de 1990. Las emisiones de metano de las aguas continentales, en particular, solo se estimaron a mediados de la década de 2000. Esto se debe a que los ríos y lagos cubren un área modesta, generalmente menos del 1% de la superficie terrestre, y por lo tanto no se consideraban emisores importantes de CO2 o CH4 en el pasado.

Del mismo modo, los científicos hasta ahora solo habían medido las emisiones de los lagos boreales de América del Norte y Escandinavia. Para compensar las partes faltantes del rompecabezas del carbono, dichos valores se extrapolaron a los lagos del resto del mundo, incluidos los lagos tropicales. Pero esta es una solución tan poco elegante como combinar la ecología de los bosques del norte de Canadá con los bosques amazónicos.

Fitoplancton succionador de carbono… y microorganismos productores de metano

Nuestro nuevo estudio sobre 24 lagos africanos, que se publica hoy en Avances de la ciencia , está a punto de llenar este vacío. Una colaboración entre la Universidad de Lieja y científicos de KULeuven, NAFIRRI y TAFIRI, revela que las emisiones de GEI de los lagos africanos se comportaron de manera muy diferente a los lagos boreales muestreados hasta ahora.

Para empezar, las condiciones cálidas y luminosas asociadas con el “verano sin fin” tropical significaron que algunos lagos africanos albergaban grandes cantidades de fitoplancton. Estas microalgas eliminan el CO2 del agua gracias al proceso de fotosíntesis.

Tales observaciones invalidan nuestra suposición basada en los lagos boreales de que sus homólogos africanos emitían CO2. Debido a las condiciones más frías y oscuras, los lagos de América del Norte y Escandinavia producen muy poco fitoplancton y se limitan a «compostar» los restos de vegetación de los bosques circundantes.

Sus contrapartes africanas, en cambio, son sumideros de CO2.

Pero las cálidas condiciones tropicales tienen un inconveniente. De hecho, el calor es favorable para arqueas, una categoría de microorganismos que se asemejan a las bacterias que producen metano. Estos últimos también disfrutan particularmente alimentándose del fitoplancton que se hunde en el fondo de los lagos tropicales. Como resultado, se demostró que las concentraciones de metano son mucho más altas en los lagos africanos que en los boreales, y lo que se “gana” en los lagos tropicales al secuestrar CO2 se “pierde” al emitir CH4.

¿Por qué ciertos lagos africanos emiten más que otros?

El contenido de CO2 y CH4 también varió ampliamente entre los 24 lagos según la profundidad y el color del agua.

El más superficial de los lagos africanos muestreados albergaba la mayor biomasa de fitoplancton y, por lo tanto, albergaba las concentraciones más bajas de CO2 y más altas de CH4. En los lagos poco profundos, las aguas superficiales, que reciben la luz solar necesaria para la fotosíntesis, están al mismo tiempo en contacto directo con los sedimentos del fondo. Los sedimentos del fondo proporcionan nutrientes de nitrógeno y fósforo que también son necesarios para el crecimiento de las plantas, como fertilizante en el jardín, lo que conduce a condiciones de crecimiento óptimas.

Algunos tipos de fitoplancton, como las cianobacterias amantes del calor, también cuentan con características fisiológicas que les permiten alcanzar densidades mucho más altas que otras microalgas. Además, la proximidad a los sedimentos también explica las altas concentraciones de CH4 en los lagos poco profundos.

Nuestro segundo factor para determinar el crecimiento del fitoplancton y la biomasa, el color del agua, depende de la cubierta vegetal que rodea los lagos. Para ayudarte a visualizar esto, recuerda cómo los charcos que ves en un paseo por el bosque tienen un color marrón que parece té. Esto se debe a la presencia de sustancias disueltas llamadas húmicas que absorben la luz e impiden el desarrollo del fitoplancton.

Los bosques tropicales que bordean los lagos africanos, con sus suelos ricos, están llenos de cosas. Por el contrario, los lagos rodeados de sabana en las regiones más áridas de África tenían menos sustancias húmicas. Sus aguas más claras permitieron el crecimiento de fitoplancton y, por lo tanto, en este caso secuestraron más CO2.

25 veces menos emisiones de CO2 de lo que se suponía anteriormente

Finalmente, el estudio se basó en una base de datos espacial reciente que detalla las mediciones de superficie y profundidad de 72.500 lagos tropicales en todo el mundo. La comprensión de los mecanismos subyacentes a la producción de CO2 y CH4 por los lagos (profundidad y cubierta vegetal circundante) permitió una extrapolación estadística «informada» en lugar de «ciega» de los datos basada en un promedio simple de todos los datos.

Estudios previos asumieron que los lagos tropicales emitían hasta 1600 mega toneladas de CO2 por año, equivalente al 40% de las emisiones globales de CO2 vinculadas a la deforestación o las emisiones acumuladas de CO2 de Alemania, Reino Unido, Francia e Italia. Nuestra investigación sugiere que los lagos tropicales, de hecho, emiten CO2 a una tasa 25 veces menor.

En conclusión, nuestra investigación trae buenas noticias: hasta ahora se suponía que los lagos emitían altos volúmenes de CO2, a pesar de las modestas superficies que cubrían. Sin embargo, tales creencias se basaron en datos de lagos en América del Norte y Escandinavia, regiones donde el clima y la cubierta vegetal conducen a altas emisiones de CO2 en los lagos. Por el contrario, las emisiones de GEI de los lagos tropicales son bajas y hasta ahora se han sobreestimado en gran medida.

La mala noticia es que debido a que las arqueas productoras de metano aman las condiciones cálidas, el calentamiento futuro de los lagos tropicales podría conducir a un aumento de las emisiones de CH4 a la atmósfera. Algo para mantener bajo vigilancia.

Este estudio sintetiza las mediciones obtenidas durante más de 10 años en 24 lagos africanos, incluido el más grande del Rift africano (Victoria, Tanganyika, Albert, Kivu, Edward), durante 17 expediciones de campo, en el marco de 2 proyectos BELSPO (EAGLES, HIPE) y 5 proyectos FNRS (TRANS-CONGO, LAVIGAS, TANGAGAS, KYBALGAS, MAITURIK).