¿El CO2 era realmente menor antes de que la Tierra tuviera árboles?

La evidencia geoquímica sugiere que los niveles de dióxido de carbono pueden haber sido mucho más bajos millones de años antes de la aparición de los grandes bosques.

Hace más de 400 millones de años, plantas primitivas de tipo arbusto cubrían los continentes de la Tierra. Fue durante el período Devónico, hace unos 385 millones de años, cuando los arbustos evolucionaron en pequeños árboles y surgieron los bosques .

Desde proporcionar hábitat para la vida silvestre hasta reducir la erosión y absorber CO₂  del aire, los árboles desempeñan un papel importante en el mantenimiento de un entorno habitable. Así que, antes de los árboles, uno podría pensar que los niveles de CO₂  eran más altos, ¿verdad?

Los nuevos hallazgos, publicados en Nature Communications , contradicen esa suposición y estimaciones anteriores.

Christopher Junium, profesor asociado de ciencias de la tierra y ambientales en la Universidad de Syracuse, y sus colaboradores, entre ellos el autor principal del estudio, Tais W. Dahl, profesor asociado del Instituto Globe de la Universidad de Copenhague, descubrieron que las primeras plantas vasculares redujeron sustancialmente los niveles de CO₂ mucho antes de la evolución de los bosques. Esta temprana disminución del CO₂ podría haber provocado un enfriamiento global significativo y una glaciación durante este período.

El equipo analizó descendientes modernos de licopodios, fósiles de plantas y datos geoquímicos y descubrió que hace 410 a 380 millones de años, los niveles de CO ₂ eran sólo modestamente elevados en comparación con los actuales (aproximadamente 1,5 veces mayores que los niveles actuales, en comparación con hasta 10 veces mayores, como se había estimado anteriormente).

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Utilizando modelos paleoclimáticos y de sistemas terrestres, descubrieron que la disminución del CO ₂ y el aumento simultáneo del oxígeno (O ₂ ), incluso en las primeras plantas terrestres, fue suficiente para haber provocado un enfriamiento climático significativo y una glaciación parcial, en consonancia con la evidencia geológica.

El trabajo de Junium en el proyecto consistió en analizar materiales vegetales fósiles del Devónico Inferior para determinar su composición de isótopos estables de carbono. Al comparar las proporciones de carbono, los investigadores pueden determinar cómo las plantas incorporaron el dióxido de carbono de la atmósfera a sus tejidos durante la fotosíntesis.

“Los valores específicos (de los isótopos de carbono) pueden ayudarnos a determinar la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera”, dice Junium, quien realizó la investigación en su laboratorio utilizando un espectrómetro de masas de relación isotópica, que ha sido modificado para permitir el análisis de cantidades nanomolares extremadamente precisas de carbono fósil.

Las plantas vasculares fósiles más antiguas

Los materiales vegetales de entre 410 y 380 millones de años que analizamos se encontraban entre las plantas vasculares fósiles más antiguas que colonizaron la tierra antes del auge de los grandes bosques. Los análisis revelaron que estos materiales vegetales antiguos tenían composiciones de isótopos de carbono sorprendentemente similares a las de las plantas modernas, lo que sugirió que la concentración de dióxido de carbono en el Devónico Temprano no era tan alta como se creía.

Los nuevos análisis sirvieron como punto de partida para una reexaminación profunda de la evidencia de altas concentraciones de dióxido de carbono antes de la expansión de los grandes bosques.

“Un nuevo método nos ha permitido calcular el nivel de CO₂ _en la atmósfera en el pasado basándonos en fósiles de plantas”, escribe Dahl. “Inicialmente, aplicamos el método a la época anterior a la aparición de los bosques, una época que, según los investigadores, se caracterizaba por altos niveles de CO₂ _en la atmósfera. Solíamos pensar que la aparición de los bosques reducía la cantidad de CO₂ atmosférico _en la Tierra. Pero en lugar de 4000 partes por millón (ppm), que es la cantidad que los investigadores suponían que se encontraba en el planeta en aquel entonces, hemos demostrado que la cifra se acerca a las 600 ppm, lo cual no dista mucho del nivel al que nos acercamos hoy”.

El equipo finalmente descubrió que la aparición de grandes bosques más tarde en el Devónico puede no haber jugado un papel tan importante en la disminución del dióxido de carbono como se pensaba anteriormente, a pesar del hecho de que la evidencia sugiere que el clima se enfrió considerablemente desde el Devónico temprano hasta el tardío.

“El crecimiento de plantas más pequeñas como las que analizamos parece haber inducido cambios en la biosfera terrestre suficientes para disminuir el dióxido de carbono y aumentar el oxígeno a través del crecimiento de los suelos y la erosión de rocas ricas en nutrientes”, afirma Junium.

En términos del impacto del estudio para el futuro del cambio climático, subraya el creciente consenso de que el clima de la Tierra es altamente sensible a los niveles de CO2 _y que los esfuerzos para limitar un mayor aumento de CO2 _sólo pueden mejorar las perspectivas futuras.

“El hecho de que nuestros resultados sugieran que la expansión forestal en el Devónico no provocó una disminución drástica del dióxido de carbono no significa que la forestación (plantar nuevos bosques en terrenos sin árboles) sea algo que no debamos hacer”, afirma Junium. “Más bien, las prácticas de mitigación climática deben implicar la reducción de las emisiones y múltiples medios para eliminar el CO₂ _de la atmósfera. Plantar árboles y evaluar maneras de aumentar la meteorización serán herramientas importantes para la reducción y estabilización del dióxido de carbono a largo plazo”.

Dahl añade: «Para comprender cómo funciona esto a escala global y cuáles son sus consecuencias, conviene observar lo que ocurrió en el pasado cuando la Tierra experimentó grandes cambios y estos mecanismos cambiaron. Y eso es lo que hace este estudio».

Fuente: Universidad de Syracuse

Estudio original DOI: 10.1038/s41467-022-35085-9