This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Los suelos árticos y subárticos almacenan una proporción considerable del carbono de la Tierra. Sin embargo, el aumento de las temperaturas podría drenar el nitrógeno de estos suelos — un nutriente clave —. Según un nuevo estudio, la pérdida de nitrógeno podría reducir el crecimiento de las plantas, limitando la capacidad de los suelos para almacenar carbono y amplificando el calentamiento global.
Los suelos de latitudes altas almacenan grandes cantidades de carbono porque las bajas temperaturas retardan la actividad microbiana. Aunque las plantas producen materia orgánica a través de la fotosíntesis, los microorganismos no pueden consumirla lo suficientemente rápido, provocando su acumulación con el tiempo. Los científicos han estado preocupados de que un Ártico más cálido aceleraría la actividad microbiana, liberando el carbono almacenado a la atmósfera como dióxido de carbono (CO₂). Pero también esperaban que las temperaturas más cálidas estimularan el crecimiento de las plantas, lo que reabsorbería parte del carbono y compensaría parcialmente estas emisiones.
La nueva investigación muestra que este último escenario es muy improbable, ya que el calentamiento provoca que los suelos pierdan nitrógeno, una pérdida que podría inhibir el crecimiento de las plantas.
“No esperábamos ver una pérdida de nitrógeno.”
Los hallazgos provienen de un experimento de una década de duración realizado en un pastizal subártico cerca de Hveragerði, Islandia. En 2008, un potente terremoto alteró los flujos de agua geotérmica en la región, convirtiendo parcelas de suelo que antes eran normales en zonas calentadas naturalmente con gradientes de temperatura que oscilan entre 0.5 °C y 40 °C por encima de los niveles anteriores. El evento creó un laboratorio natural único para observar cómo responden los ecosistemas al calentamiento a largo plazo.
Usando isótopos estables de nitrógeno-15 para rastrear los flujos de nutrientes en el paisaje, los investigadores encontraron que, por cada grado Celsius de calentamiento, los suelos pierden entre 1.7 % y 2.6 % de su nitrógeno. Las mayores pérdidas ocurrieron durante el invierno y principios de la primavera, cuando los microbios permanecían activos pero las plantas estaban inactivas. Durante este tiempo, se liberaron compuestos nitrogenados como el amonio y el nitrato en el suelo, pero las plantas no podían absorberlos, se perdieron ya sea por lixiviación al agua subterránea o escapándose a la atmósfera como óxido nitroso, un gas de efecto invernadero casi 300 veces más potente que el CO₂.
Los resultados se publicaron en un artículo en Global Change Biology.
«No esperábamos ver una pérdida de nitrógeno», mencionó Sara Marañón, científica del suelo del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales de España y primera autora del estudio. «Los mecanismos del suelo para almacenar nitrógeno se están deteriorando».
Un ecosistema menos fértil, más rápido
Los investigadores también encontraron que el calentamiento debilitó los mecanismos que ayudan a los suelos a retener el nitrógeno. En las parcelas más cálidas, la biomasa microbiana y la densidad de las raíces finas — ambas fundamentales para el almacenamiento de nitrógeno — eran mucho menores que en las parcelas más frías. Aunque los microbios eran menos abundantes, su metabolismo era más rápido, liberando más CO2 por unidad de biomasa. Mientras tanto, las plantas luchaban por adaptarse, quedando rezagadas tanto en su crecimiento como en la absorción de nutrientes.
«Las comunidades microbianas son capaces de adaptarse y alcanzar un nuevo equilibrio con tasas de actividad más rápidas», dijo Marañón. «Pero las plantas no pueden seguirles el ritmo»
“Este no es un mensaje muy optimista.”
El aumento del metabolismo microbiano resulta inicialmente en un mayor consumo del nitrógeno y carbono disponibles en el suelo. Sin embargo, después de 5 o 10 años, el sistema parece alcanzar un nuevo equilibrio, con niveles reducidos de materia orgánica y menor fertilidad. Ese cambio sugiere que el calentamiento de los suelos puede provocar una transición hacia un estado permanentemente menos fértil, haciendo más difícil la recuperación de la vegetación y conduciendo a una pérdida irreversible de carbono.
Tradicionalmente, los científicos han pensado que, dado que la materia orgánica se descompone más rápidamente en un clima más cálido, el nitrógeno que contiene estará más disponible, lo que conducirá a una mayor productividad, según Erik Verbruggen, ecólogo del suelo de la Universidad de Amberes, en Bélgica, que no participó en el estudio. «Este artículo demuestra que, en realidad, esto no está ocurriendo».
En cambio, el nitrógeno está siendo filtrado del suelo durante la primavera, lo que lo hace inaccesible para una mayor producción de biomasa. «Este no es un mensaje muy optimista», afirmó Verbruggen.
Una fuente subestimada de gases de efecto invernadero
Dado que las regiones árticas se están calentando más rápido que el promedio global, esta alteración del ciclo de nutrientes podría volverse más evidente pronto. La pérdida de nitrógeno y carbono de los suelos en regiones frías puede representar una fuente significativa y previamente subestimada de emisiones de gases de efecto invernadero, que los modelos climáticos actuales aún no han incorporado por completo.
Los investigadores planean explorar las fases tempranas del calentamiento del suelo, trasplantando fragmentos de suelos normales hacia áreas calentadas, y también investigar cómo distintos tipos de suelo responden al calor. Marañón señaló que los suelos islandeses estudiados son de origen volcánico y muy ricos en minerales, a diferencia de los suelos orgánicos de turba comunes en otras regiones árticas.
“Los suelos árticos también incluyen el permafrost en lugares como el norte de Rusia y partes de Escandinavia, y ellos son los mayores reservorios de carbono en los suelos del mundo”, dice Verbruggen. Por otro lado, los suelos analizados en esta investigación eran suelos de pastizal someros. “No son necesariamente representativos de todos los suelos árticos.”
Aun así, Verbruggen añadió, los hallazgos del estudio resaltan el delicado equilibrio entre productividad y pérdida de nutrientes en estos sistemas.
Las abundantes reservas de carbono del suelo lo convierten en un riesgo importante si se gestiona inadecuadamente, dijo Marañón. «Pero también puede convertirse en un aliado potencial y compensar las emisiones de CO2».
—Javier Barbuzano (@javibar.bsky.social), Escritor de ciencia
This translation by Saúl A. Villafañe-Barajas (@villafanne) was made possible by a partnership with Planeteando and Geolatinas. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando y Geolatinas.
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