El descubrimiento de tierra podría conducir a mejores proyecciones sobre el cambio climático

El suelo almacena más carbono que la atmósfera terrestre y las plantas juntas, lo que convierte la velocidad de descomposición del carbono del suelo en una variable importante en los modelos utilizados para predecir los cambios en nuestro clima.

Por qué la velocidad de descomposición del carbono del suelo importa para el clima

El nuevo estudio reveló que, incluso en condiciones de laboratorio uniformes, la tasa de descomposición del carbono orgánico en muestras de suelo recolectadas en todo Estados Unidos variaba hasta diez veces, en parte debido a variaciones en las propiedades minerales y microbianas del suelo, factores que a menudo no se tienen en cuenta en los modelos actuales de los sistemas terrestres.

Actualizar los modelos con una mejor comprensión de la descomposición del carbono orgánico en el suelo —y sus consiguientes emisiones de dióxido de carbono— podría mejorar la precisión de las estimaciones de retroalimentación del carbono del suelo en los modelos, lo que daría lugar a proyecciones climáticas más precisas, afirma Chaoqun Lu, profesor asociado de ecología, evolución y biología de organismos en la Universidad Estatal de Iowa.

Implicaciones para los modelos climáticos y los mercados de carbono

“Para las simulaciones de modelado, tradicionalmente hemos simplificado estas variaciones asumiendo que el carbono en tipos de suelo o biomas similares se descompone a la misma tasa base, si no hay cambios ambientales. Sin embargo, nuestros hallazgos demuestran que la tasa base varió considerablemente, incluso dentro del mismo tipo de suelo o bioma. Por lo tanto, esto realmente cambiará una práctica común”, afirma Lu, autor principal del estudio publicado recientemente en One Earth .

Los científicos que trabajan en modelos de sistemas terrestres —simulaciones complejas que estiman los efectos globales de procesos biológicos, geoquímicos y físicos interrelacionados— saben desde hace tiempo que las estimaciones de los modelos sobre la descomposición del carbono del suelo presentan grandes incertidumbres.

Con la esperanza de cuantificar mejor esas variaciones, los colegas de Lu incubaron muestras de suelo de 20 sitios de la Red Nacional de Observatorios Ecológicos, un programa financiado por el gobierno federal que monitorea los ecosistemas en todo Estados Unidos. Durante un período de 18 meses, los investigadores midieron las emisiones de dióxido de carbono y las propiedades clave del suelo para alimentar un modelo de carbono del suelo que estimó la tasa de descomposición de cada muestra (la velocidad a la que se descompone la materia orgánica) y la eficiencia del uso del carbono (la cantidad de carbono descompuesto que es absorbida por los microbios).

El análisis asistido por aprendizaje automático ayudó a mostrar cuáles de los 26 tipos de mediciones tomadas de las muestras de suelo estaban más fuertemente asociadas con la variación de la descomposición, dice Bo Yi, coautor del estudio, ex investigador postdoctoral asociado en el laboratorio de Lu y primer autor del nuevo estudio.

Algunos factores determinantes ya estaban bien establecidos, como el tipo de suelo y los niveles de pH y nitrógeno. El análisis de los datos de incubación también reveló una fuerte conexión entre las tasas de descomposición y los niveles de hongos y ciertas formas de hierro y aluminio. Los minerales del suelo están estrechamente vinculados a la estabilidad a largo plazo del carbono orgánico asociado a los minerales, la porción de carbono del suelo que puede persistir en él durante décadas o incluso cientos de años.

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Los investigadores combinaron sus mediciones de suelo con estimaciones de las tasas base para crear modelos de IA que lograron capturar con éxito las variaciones en dichas tasas en 156 muestras de suelo. Posteriormente, aplicaron ese modelo al territorio continental de Estados Unidos, creando mapas que proyectan la eficiencia del uso del carbono y las tasas de descomposición para parcelas individuales de aproximadamente 4 kilómetros de lado. Los mapas muestran grandes variaciones regionales en la dinámica del carbono del suelo en todo Estados Unidos.

Según Lu, es probable que los científicos que trabajan con modelos de carbono del suelo o modelos de sistemas terrestres para proyectar la retroalimentación carbono-clima utilicen los mapas de parámetros finales del estudio para mejorar sus simulaciones.

“Estos parámetros geoquímicos y microbianos generan mucha variabilidad, y no los hemos incluido adecuadamente en trabajos de modelización anteriores”, afirma.

Lu afirma que el estudio también demuestra que los modelos deberían tener en cuenta cómo se descomponen los diferentes componentes del carbono del suelo, ya que el carbono orgánico asociado a los minerales dura mucho más que el carbono particulado, que en su mayoría es materia orgánica derivada de plantas en el suelo y que se descompone en años en lugar de siglos.

Además de mejorar los modelos, Lu afirma que la investigación también podría aportar información a los programas de conservación y del mercado del carbono al revelar las diferencias regionales en la vulnerabilidad del carbono del suelo. En el suroeste, el carbono orgánico del suelo tiende a descomponerse más rápidamente, y una mayor proporción de ese carbono se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. En el noroeste y el este, el carbono del suelo se descompone más lentamente, y una mayor proporción del carbono descompuesto termina reteniéndose en el suelo como biomasa microbiana. La mayor parte del medio oeste se sitúa en un punto intermedio entre estos dos extremos.

Según explica, esas diferencias sugieren que los incentivos para aumentar el secuestro de carbono en el suelo deberían tener en cuenta la capacidad del suelo para retener dicho carbono.

“Si el carbono permanece más tiempo en el suelo en ciertas zonas, la misma cantidad de carbono secuestrado allí podría ser más valiosa que en otras zonas”, afirma.

Fuente: Universidad Estatal de Iowa

Estudio original DOI: 10.1016/j.oneear.2025.101516