La absorción de CO2 por las plantas aumenta casi un tercio en nuevas estimaciones globales

Las plantas de todo el mundo están absorbiendo alrededor de un 31% más de dióxido de carbono de lo que se pensaba, según una nueva evaluación desarrollada por científicos. La investigación, detallada en la revista. NaturalezaSe espera que mejore las simulaciones del sistema Tierra que los científicos utilizan para predecir el clima futuro y resalte la importancia del secuestro natural de carbono para la mitigación de los gases de efecto invernadero.

La cantidad de CO2 eliminada de la atmósfera a través de la fotosíntesis por las plantas terrestres se conoce como Producción Primaria Bruta Terrestre o GPP. Representa el mayor intercambio de carbono tierra-atmósfera del planeta. El GPP suele cotizarse en petagramos de carbono por año. Un petagramo equivale a mil millones de toneladas métricas, que es aproximadamente la cantidad de CO2 emitida cada año por 238 millones de vehículos de pasajeros propulsados ​​por gasolina.

Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Cornell, con el apoyo del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía, utilizó nuevos modelos y mediciones para evaluar la GPP terrestre con 157 petagramos de carbono al año, frente a una estimación de 120 petagramos establecida hace 40 años. hace y actualmente se utiliza en la mayoría de las estimaciones del ciclo del carbono de la Tierra. Los resultados se describen en el artículo, «Fotosíntesis terrestre inferida de la utilización de sulfuro de carbonilo vegetal».

Los investigadores desarrollaron un modelo integrado que rastrea el movimiento del compuesto químico sulfuro de carbonilo, u OCS, desde el aire hasta los cloroplastos de las hojas, las fábricas dentro de las células vegetales que llevan a cabo la fotosíntesis. El equipo de investigación cuantificó la actividad fotosintética mediante el seguimiento del OCS. El compuesto sigue en gran medida el mismo camino a través de una hoja que el CO2, está estrechamente relacionado con la fotosíntesis y es más fácil de rastrear y medir que la difusión del CO2. Por estas razones, la OCS se utilizó como indicador de la fotosíntesis a nivel de plantas y hojas. Este estudio demostró que el OCS es muy adecuado para estimar la fotosíntesis a gran escala y durante largos períodos de tiempo, lo que lo convierte en un indicador confiable de GPP en todo el mundo.

El equipo utilizó datos de plantas de diversas fuentes para informar el desarrollo del modelo. Una de las fuentes fue la Base de datos LeafWebestablecido en ORNL en apoyo del DOE Área de enfoque científico de la ciencia de los ecosistemas terrestres, o TES-SFA. LeafWeb recopila datos sobre rasgos fotosintéticos de científicos de todo el mundo para respaldar la modelización del ciclo del carbono. Los científicos verificaron los resultados del modelo comparándolos con datos de alta resolución de torres de monitoreo ambiental en lugar de observaciones satelitales, que pueden verse perturbadas por las nubes, particularmente en los trópicos.

La clave para la nueva estimación es una mejor representación de un proceso llamado difusión del mesófilo: cómo los OCS y el CO2 pasan de las hojas a los cloroplastos, donde se produce la fijación del carbono. Comprender la difusión del mesófilo es esencial para comprender con qué eficiencia las plantas llevan a cabo la fotosíntesis y también cómo pueden adaptarse a entornos cambiantes.

Suscríbase al boletín Daily Dose y reciba todas las mañanas las mejores noticias científicas de toda la Web directamente en su bandeja de entrada. Es tan fácil como el domingo por la mañana.

Lianhong Gu, coautor, experto en fotosíntesis y científico distinguido de la División de Ciencias Ambientales de ORNL, ayudó a desarrollar el modelo de conductancia del mesófilo del proyecto, que representa numéricamente la difusión de OCS en las hojas, así como el vínculo entre la difusión de OCS y la fotosíntesis.

«Descubrir cuánto CO2 fijan las plantas cada año es un problema en el que los científicos han estado trabajando durante algún tiempo», dijo Gu. “La estimación original de 120 petagramos por año se estableció en la década de 1980 y se mantuvo mientras intentábamos encontrar un nuevo enfoque. Es importante tener un buen manejo del GPP global, ya que esa absorción inicial de carbono en la tierra afecta el resto de nuestras representaciones del ciclo del carbono de la Tierra”.

«Queremos asegurarnos de que los procesos fundamentales del ciclo del carbono estén bien representados en nuestros modelos a mayor escala», añadió Gu. “Para que esas simulaciones a escala terrestre funcionen bien, deben representar la mejor comprensión de los procesos en funcionamiento. Este trabajo representa un gran paso adelante en términos de proporcionar un número definitivo.»

Las selvas tropicales pantropicales representaron la mayor diferencia entre las estimaciones anteriores y las nuevas cifras, un hallazgo que fue corroborado por mediciones terrestres, dijo Gu. El descubrimiento sugiere que los bosques tropicales son un sumidero de carbono natural más importante de lo que se había estimado anteriormente utilizando datos satelitales.

Comprender cuánto carbono se puede almacenar en los ecosistemas terrestres, especialmente en los bosques con sus grandes acumulaciones de biomasa leñosa, es esencial para hacer predicciones sobre el cambio climático futuro.

«Respaldar nuestras estimaciones de GPP con observaciones confiables a escala global es un paso crítico para mejorar nuestras predicciones del CO2 futuro en la atmósfera y las consecuencias para el clima global», afirmó Peter Thornton, miembro corporativo y líder de la Sección de Ciencias de los Sistemas Terrestres de ORNL. .

Los resultados de este estudio indican la importancia de incluir procesos clave, como la conductancia del mesófilo, en las representaciones modelo de la fotosíntesis. Los experimentos de ecosistemas de próxima generación en los trópicos del DOE tienen como objetivo avanzar en las predicciones de modelos de la respuesta del ciclo del carbono de los bosques tropicales al cambio climático. Estos resultados pueden informar el desarrollo de un nuevo modelo que reducirá la incertidumbre en la predicción del GPP de los bosques tropicales.