Un estudio demuestra que las emisiones de metano de los humedales aumentan significativamente en altas latitudes.

15 de febrero de 2024

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por Julie Bobyock, Lawrence Berkeley National Laboratory

Los humedales son la mayor fuente natural de metano de la Tierra, un potente gas de efecto invernadero que es aproximadamente 30 veces más poderoso que el dióxido de carbono para calentar la atmósfera. Un equipo de investigación del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Departamento de Energía de los Estados Unidos analizó los datos de emisiones de metano de los humedales en toda la región boreal-ártica y encontró que estas emisiones han aumentado aproximadamente un 9% desde 2002.

La producción de ganado y combustibles fósiles se ha estudiado ampliamente por su papel en la emisión de toneladas de metano por año a la atmósfera. Aunque es más incierto, cuantificar las emisiones naturales de los humedales es importante para predecir el cambio climático.

Los científicos esperan que las emisiones de metano de los humedales estén aumentando debido a que las temperaturas en los ecosistemas boreales y árticos están aumentando aproximadamente cuatro veces más rápido que la tasa promedio global, pero es difícil decir cuánto porque monitorear las emisiones en estos vastos y a menudo encharcados ambientes ha sido tan difícil, hasta ahora.

"Los ambientes boreales y árticos son ricos en carbono y vulnerables al calentamiento", explica Qing Zhu, científico de investigación de Berkeley Lab y autor principal, junto con Kunxiaojia Yuan, investigadora postdoctoral de Berkeley Lab, de un nuevo estudio que analizó datos recolectados de varios métodos de monitoreo avanzados para encontrar el aumento del 9% de las emisiones en las últimas dos décadas.

Un artículo publicado esta semana en Nature Climate Change describe su enfoque.

"Las temperaturas más altas aumentan la actividad microbiana y el crecimiento de la vegetación", continua Zhu, "lo que se asocia con emisiones de gases como el metano. Al comprender cómo están cambiando las fuentes naturales de metano, podemos monitorear con mayor precisión los gases de efecto invernadero que informan a los científicos sobre el estado actual y futuro del cambio climático".

A pesar de que el metano permanece en la atmósfera mucho menos tiempo que el dióxido de carbono, 10 versus 300 años, la estructura molecular del metano lo hace 30 veces más capaz de calentar la atmósfera que el CO2.

Las temperaturas más altas no solo mejoran la actividad microbiana de los microbios que liberan metano que se encuentran en los suelos saturados, sino que también aumentan el área que tiene suelos encharcados donde estos microorganismos prosperan a medida que los suelos congelados se descongelan y cae más precipitación en forma de lluvia en lugar de nieve. Es por esto que los científicos esperaban que las emisiones de metano hayan aumentado en estas regiones de latitudes superiores y por qué es urgente cuantificar de manera más precisa el metano.

La forma más común de medir la emisión de gases de efecto invernadero es atrapar los gases emitidos por los suelos en una ubicación fija dentro de una cámara, permitiendo que se acumulen durante un período de tiempo establecido. Otro método, las torres de covarianza de remolinos de varios metros de altura, miden continuamente el intercambio de gases de efecto invernadero entre los suelos, las plantas y la atmósfera en grandes extensiones de un ecosistema, y a menudo en lugares de difícil acceso como los humedales.

El equipo de investigación de Berkeley Lab combinó datos adquiridos utilizando ambos métodos para analizar más de 307 años de datos de emisiones de metano en sitios de humedales en la región boreal-ártica, creando una mejor imagen de los factores que influyen en las emisiones en cientos de acres de tierra y en minutos a décadas.

El equipo de investigación encontró que de 2002 a 2021, los humedales en estas regiones liberaron un promedio de 20 teragramos de metano por año, o tanto como el peso de aproximadamente 55 edificios Empire State. También encontraron que las emisiones han aumentado aproximadamente un 9% desde 2002.

Además, los investigadores consideraron dos áreas "calientes" en las regiones ártica y boreal, que tienen emisiones significativamente más altas de metano por área en comparación con los entornos circundantes. Descubrieron que aproximadamente la mitad de las emisiones anuales promedio provenían de estas áreas "calientes", lo que ayuda a informar y orientar los esfuerzos de mitigación y las mediciones futuras.

Los investigadores también investigaron qué factores ambientales explicaban las mayores emisiones de metano, encontrando dos factores principales: la temperatura y la productividad de las plantas.

Las temperaturas más altas aumentan la actividad microbiana; cuando las temperaturas suben, ya sea en promedio debido al cambio climático o en algunos años particulares debido a la variabilidad climática, se libera más metano en el proceso. El equipo encontró que la temperatura era el control dominante de las emisiones y su variabilidad en los ecosistemas boreal-árticos.

This can lead to climate feedback, where methane emissions from increased microbial activity increase atmospheric temperatures, leading back to more methane emissions, and so on.

Higher plant productivity increases the amount of carbon in the soil, which fuels methane-producing microbes. The researchers found that when plants were more productive and active, releasing substrates that help microbes to thrive, wetland methane emissions increased.

The team also identified that the year with the highest wetland methane emissions, 2016, was also the warmest year in the high latitudes since 1950.

Because methane has a fairly short lifetime in the atmosphere, it can be reduced and removed relatively quickly,' Zhu explains. 'By providing a more accurate understanding of the role wetlands play in the global climate system and how and at what pace their methane emissions have increased, this research can offer a scientific baseline to help understand and address climate change.'Journal information: Nature Climate Change

Provided by Lawrence Berkeley National Laboratory