Cómo la luz del sol y los microbios en el permafrost agregan carbono a la atmósfera

permafrost 10 8Rose Cory se encuentra en una corriente de agua de deshielo en el Ártico para recoger una muestra y analizar la química del agua de la corriente. La materia orgánica del suelo le da a la corriente su color marrón dorado. En el agua, el sol puede alcanzar el carbono del suelo, debilitándolo y permitiendo que los microbios lo descompongan y lo liberen a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. (Crédito: Rose Cory / U. Michigan)

Los microbios en el permafrost que consumen carbono debilitado por el sol y lo convierten en dióxido de carbono pueden estar proporcionando una vía principal para que el gas de efecto invernadero ingrese a la atmósfera, sugiere una investigación reciente.

Los investigadores sabían que la luz del sol flotando en el suelo permanentemente congelado, o el permafrost, en el Ártico descompone el carbono en ese permafrost y libera el gas de efecto invernadero a la atmósfera, pero no sabían cómo estaba ocurriendo el proceso.

Previamente, Collin Ward, un reciente estudiante de doctorado en la Universidad de Michigan y primer autor del estudio, mostró que las comunidades microbianas en el permafrost profundo pueden adaptarse rápidamente para consumir carbono debilitado por el sol. El suelo permafrost, típicamente enterrado bajo tierra, puede exponerse a la luz solar una vez descongelado y enjuagado a un arroyo donde la exposición a la luz solar debilita el carbono dentro de ese permafrost, convirtiéndolo en carbono que a las comunidades microbianas les gusta consumir.

El nuevo estudio muestra que la luz solar hace que el suelo permafrost sea un festín para los microbios porque les da los mismos tipos de carbono que ya les gusta comer, el carbono que están adaptados para metabolizar.

A medida que se derrite más el permafrost (el Ártico se está calentando a un ritmo dos veces más rápido que el resto del mundo), tiene la capacidad de liberar una increíble cantidad de carbono como dióxido de carbono en la atmósfera. Si todo el carbono contenido en el permafrost se convirtiera en dióxido de carbono, duplicaría con creces la cantidad de carbono en la atmósfera. Muy pocos modelos que predicen escenarios climáticos para el futuro incluyen estas emisiones de carbono del permafrost, dice Rose Cory, profesora asociada de ciencias de la tierra y del medioambiente.

"Es la diferencia entre comer en un buffet con un montón de opciones y algunas no muy buenas frente a estar en un buffet donde cada plato es tu favorito", dice. "La luz del sol convierte parte del carbono del suelo de permafrost en 'favoritos' de los microbios, lo que los ayuda a convertir más de este carbono en dióxido de carbono".

permafrost2 10 8Una corriente de agua de deshielo corre a través de la nieve en el Ártico. La materia orgánica del suelo le da a la corriente su color marrón dorado. (Crédito: Jason Dobkowski / U. Michigan)


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El permafrost en el Ártico no puede descomponerse por microbios hasta que se calienta y se descongela. Una vez que lo hace, las comunidades microbianas nativas comienzan a descomponer este carbono del suelo, comiéndolo lentamente y, en el proceso, convirtiéndolo en dióxido de carbono.

No toda la descomposición del carbono del suelo ocurre en el suelo. La nieve y la lluvia durante el verano eliminan el carbono del suelo en arroyos y lagos iluminados por el sol, donde el sol debilita el carbono del suelo. Investigaciones previas demostraron que los microbios eran mucho más capaces de convertir el carbono debilitado por el sol en dióxido de carbono, pero no sabían por qué.

Para determinar cómo la luz solar ayudaba a la producción de dióxido de carbono, Cory y su equipo sometieron muestras de suelo a espectrometría de masas de ultra alta resolución antes y después de exponerse a la luz solar y antes y después de alimentar esa materia orgánica a la comunidad bacteriana nativa. Vieron que las comunidades bacterianas estaban causando que se liberara más dióxido de carbono en las muestras de suelo de permafrost que habían estado expuestas a la luz solar.

Verificaron sus resultados contra otro método: examinar la composición de la comunidad microbiana y la expresión génica de los microbios. Los investigadores vieron que después de la exposición a la luz del sol, los microbios reestructuraron su maquinaria metabólica para consumir carbono debilitado por el sol.

Averiguar cómo la luz del sol contribuye a la liberación de dióxido de carbono de la Tierra a la atmósfera proporciona a los investigadores una información más sobre cómo determinar la tasa y la cantidad de dióxido de carbono liberado por el permafrost.

"Podría decirse que es el método de retroalimentación más grande para causar más calentamiento en la Tierra", dice Cory. "Estamos en una carrera para descubrir cuánto se va a convertir este permafrost en dióxido de carbono".

Los investigadores informan su trabajo en la revista Naturaleza de Comunicaciones.

Fuente: Universidad de Michigan

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