Los descubrimientos, publicados en Nature, son fruto de una investigación financiada en parte mediante una Acción Marie Curie del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea. Los investigadores entienden que la capacidad de los ecosistemas terrestres para mitigar el calentamiento global se ha sobreestimado.
La Tierra no deja de recibir el impacto dañino de la intervención humana, sobre todo mediante cambios en el uso del suelo, la deforestación y la quema constante de combustibles fósiles. Esta actividad conduce a un aumento del CO2 en la atmósfera y en consecuencia al calentamiento global. Hasta ahora la comunidad científica pensaba que, puesto que el crecimiento vegetal se acelera tras un aumento de los niveles de CO2 -debido a que la estimulación de la asimilación de carbono en las plantas puede impulsar la absorción de carbono y su almacenamiento en los suelos-, los ecosistemas terrestres también podrían contribuir a la reducción de los niveles de CO2 atmosféricos y así frenar el cambio climático. El estudio mencionado apunta a que lo anterior puede que no sea cierto.
El forzamiento radiativo de los ecosistemas terrestres no está determinado únicamente por su absorción y emisión de CO2. Las emisiones de metano y N2O procedentes del suelo pueden generarse en concentraciones atmosféricas más bajas que las de CO2, pero sus repercusiones a nivel mundial son considerablemente mayores: 298 veces mayor en el caso del N2O y 25 veces mayor en el del metano.
"Este bucle ejercido sobre nuestra atmósfera, sometida a un cambio continuo, implica que la naturaleza no es tan eficiente por lo que se refiere a frenar el calentamiento global como se pensaba hasta ahora", explicó el Dr. Kees Jan van Groenigen, investigador asociado del Departamento de Botánica de la Escuela de Ciencias Naturales del Trinity College de Dublín.
El Dr. van Groenigen y sus colegas de los Estados Unidos recopilaron toda la bibliografía existente hasta la fecha resultante de 49 experimentos llevados a cabo en campos de cultivo, humedales, bosques y prados principalmente de Europa, Asia y Norteamérica. Todos los experimentos se centraron en medir la influencia del CO2 en la atmósfera y en la capacidad del suelo de absorber o emitir N2O y gas metano.
Mediante metaanálisis, los investigadores mostraron que un aumento del CO2 favorece las emisiones de N2O y metano: el primero afecta a los suelos de zonas montañosas y el último a los arrozales y los humedales naturales.
"Hasta ahora no existía un consenso sobre este tema debido a que los resultados variaban de un estudio a otro", informó el profesor Craig Osenberg de la Universidad de Florida (Estados Unidos), coautor del estudio. "No obstante, cuando se analizan todos los datos se observan dos patrones inequívocos. En primer lugar, más emisiones edáficas de N2O fomentadas por una mayor cantidad de CO2 en todos los ecosistemas. Y en segundo lugar, en arrozales y humedales el incremento de CO2 provocó que los suelos emitiesen más metano". Los humedales y los arrozales son don fuentes importantes de emisiones de metano a la atmósfera.
Según los investigadores, los responsables son organismos microscópicos del suelo especializados. Del mismo modo que los humanos respiran oxígeno, estos microorganismos respiran compuestos de nitrato y CO2 y generan metano. Debido a que no precisan oxígeno para sobrevivir, prosperan cuando aumentan las concentraciones de CO2.
"La concentración mayor de CO2 reduce la cantidad de agua utilizada por las plantas, lo que incrementa la humedad de los suelos y disminuye la disponibilidad de oxígeno en los mismos, circunstancia que favorece a estos microorganismos", explicó el Dr. van Groenigen.
Estos microorganismos del suelo también se ven beneficiados en parte porque el aumento de CO2 acelera el crecimiento vegetal, que les proporciona más energía y, de ese modo, fortalece su metabolismo.
El equipo indicó que este crecimiento adicional vegetal podría contribuir a que los ecosistemas frenasen el cambio climático. Una mayor concentración de CO2 provocaría un mayor crecimiento vegetal que supondría, a su vez, una mayor absorción de CO2 mediante procesos de fotosíntesis. Los investigadores postulan sin embargo que parte de este CO2 adicional también haría que los microorganismos emitiesen N2O y metano a la atmósfera, lo que anularía cualquier tipo de efecto reductor de la temperatura que pudieran ejercer las plantas.
"Es un punto y contrapunto ecológico: cuanto más CO2 absorben las plantas, más de estos gases de efecto invernadero más potentes emiten los microbios", explicó el profesor Bruce Hungate de la Universidad del Norte de Arizona (Estados Unidos), coautor del estudio. "El contrapunto microbiano es sólo parcial y reduce el efecto enfriador de las plantas en un 20%".
Indican no obstante que este hallazgo constituye toda una sorpresa en términos ecológicos. Los modelos climáticos habrán de tener esto en cuenta en adelante. "Al subestimar las funciones básicas de estos dos gases de efecto invernadero, los estudios anteriores han podido incurrir en un cálculo excesivo del potencial de los ecosistemas para mitigar el efecto invernadero", concluyó el Dr. van Groenigen.
