Ciclos de carbono entre la Tierra, la atmósfera y los océanos afectan el clima

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Por Daniel A. Gorelick

Washington ” El bióxido de carbono (CO 2) capturado de las emisiones o removido del aire puede almacenarse por largo tiempo en diversos lugares.

El carbono es el cuarto elemento más abundante en el universo y es el elemento básico para la vida en la Tierra.

El carbono se desplaza por la Tierra “entre la atmósfera, los océanos, las rocas sedimentarias, el suelo, las plantas y los animales” en lo que los científicos denominan el ciclo del carbono.
Entender cómo funciona el ciclo del carbono es fundamental para pronosticar el clima de la Tierra en el futuro.
“œPara pronosticar el comportamiento del sistema climático del planeta en el futuro, tenemos que ser capaces de entender el funcionamiento del sistema de carbono y predecir la evolución del dióxido de carbono atmosférico”, escribieron los científicos Jorge Sarmiento, Steve Wofsy y sus colegas en un informe del año 1999 titulado “œPlan científico de EE.UU. para el ciclo del carbono”.

En su forma pura, el carbono existe como diamante o grafito (el plomo en los lápices). Ligado al oxígeno, hidrógeno y otros átomos de carbono, el carbono elabora compuestos esenciales: grasas y azúcares que proporcionan energía para las plantas y los animales; petróleo, carbón y gas natural que potencia la actividad humana; y dióxido de carbono y metano, gases de la atmósfera que atrapan el calor del Sol y calientan la Tierra.

Las plantas, las algas y algunas bacterias atrapan dióxido de carbono de la atmósfera o de los océanos y lo convierten en azúcares (carbono ligado a otros átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno), en un proceso denominado fotosíntesis. Los animales ingieren este azúcar (una fuente de energía) y exhalan dióxido de carbono (carbono ligado a dos átomos de oxígeno): la respiración.

Los animales y las plantas mueren y pasan a ser parte de la tierra, pero sus compuestos de carbono permanecen intactos, es decir se convierten en una fuente de energía para los microbios que se los comen y producen dióxido de carbono y metano (carbono ligado a cuatro átomos de hidrógeno), algunos de los cuales permanecen en el suelo y otros se liberan a la atmósfera.

A veces, los restos de animales y plantas están enterrados en la tierra o se hunden hasta el fondo del océano y quedan protegidos de los microbios. En el transcurso de cientos de millones de años, estos restos de animales se comprimen más y más dentro de la tierra. Los tejidos y huesos acaban por destruirse, pero el carbón perdura, tras formar compuestos denominados hidrocarburos, que son largas cadenas de átomos de carbono ligadas unas a otras y con átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son el principal componente del carbón y el petróleo, es decir los combustibles fósiles.

Los seres humanos utilizan combustibles fósiles para generar calor y electricidad, y al hacerlo, los hidrocarburos de los combustibles fósiles se convierten en dióxido de carbono y se liberan a la atmósfera. El carbono en la atmósfera se disuelve en los océanos o es absorbido por las plantas y el ciclo continúa.

La roca de la corteza terrestre está compuesta de carbono, formado a lo largo de millones de años cuando el carbono se combina con los minerales. El dióxido de carbono disuelto en el océano genera bicarbonato, que se combina con calcio para formar caliza.

La meteorización y erosión esparcen los compuestos de carbono de la roca de la corteza terrestre al océano. A continuación, el carbono es arrastrado por debajo de la corteza de la Tierra, proceso que se llama subducción, y los volcanes, las aguas termales y los géiseres arrojan de nuevo a la atmósfera dióxido de carbono y metano.

Los componentes geológicos del ciclo del carbono “meteorización, erosión, subducción y formación de los combustibles fósiles” se producen a lo largo de millones de años. Los componentes biológicos del ciclo del carbono “fotosíntesis, respiración, descomposición por los microbios” se producen a largo de días y miles de años.

En promedio, la cantidad de carbono que se desplaza a través de los componentes biológicos todos los años es 1.000 veces mayor que la cantidad de carbono que se desplaza a través de los componentes geológicos cada año.

PRESUPUESTO MUNDIAL DE CARBONO

El problema que afrontamos ahora es que el ciclo del carbono está desequilibrado. Tardó cientos de millones de años secuestrar el carbono en las profundidades de la tierra y en el fondo del mar, pero los seres humanos han emitido gran parte de ese carbono a la atmósfera durante el último siglo.

Christine Goodale, ecóloga forestal de la Universidad de Cornell en el estado de Nueva York, describe el fenómeno como “œla toma de carbono que estuvo encerrado y su emisión en una forma mucho más activa”.

Los seres humanos también están destruyendo los bosques, liberando más dióxido de carbono a la atmósfera y reduciendo el número de plantas que lo absorben de la atmósfera.

La atmósfera está rebosa carbono, principalmente dióxido de carbono. Parte de éste es absorbido por los océanos, parte por las plantas y el suelo, aunque no se entiende bien cómo sucede este fenómeno.

El carbono que permanece en la atmósfera absorbe el calor, lo cual le impide irradiar el espacio. Sin ese calor que queda atrapado, la Tierra no sería habitable. Pero si queda atrapado demasiado calor, el clima cambia y es cada vez menos habitable. Lo mismo sucede en los océanos, donde el aumento de los niveles de carbono cambia la composición química del agua de mar, haciendo menos habitables a los océanos y eliminando la vida marina.

El carbono en la atmósfera es a la vez bueno y malo, al igual que el agua: los seres humanos la necesitamos para sobrevivir, pero si es demasiado se ahogan.

Según un informe de 2007, elaborado por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas, “œdentro de 30 años, alrededor del 50 por ciento del aumento de dióxido de carbono será eliminado de la atmósfera, y 30 por ciento se eliminará dentro de algunos siglos. El 20 por ciento restante podría permanecer en la atmósfera durante miles de años”.

La Tierra y su atmósfera representan un sistema cerrado, en el que el carbono no es creado ni destruido. La cantidad total de carbono no cambia. El carbono puede trasladarse de lugar a lugar, de la atmósfera al océano, del suelo a los sedimentos, pero no puede ser añadido ni eliminado. Por ejemplo, el carbono en la atmósfera no puede irse a la deriva al espacio. Tiene que tener algún destino en la Tierra: absorbido por las plantas o disuelto nuevamente en los océanos.

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