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Ciencia

El gas de la Selva Amazónica es escaso

Nuevos cálculos sugieren que ese ecosistema tropical puede absorber menos dióxido de carbono de lo que se imaginaba

FABIO COLOMBINI El estudio indica que anualmente cada hectárea de selva preservada absorbe como máximo 2 toneladas más de carbono que aquellas que emiteFABIO COLOMBINI

El peso de la Amazonia en la lucha contra el incremento del efecto invernadero que ocasiona el recalentamiento excesivo del clima de la Tierra puede ser menor que lo esperado. Nuevos cálculos del flujo del principal compuesto atmosférico responsable por el aumento de la temperatura media del planeta, el dióxido de carbono (CO2), revelan que la cantidad de ese gas absorbida naturalmente por ese ecosistema tropical es igual o tan solo ligeramente mayor que la emitida – y no exageradamente mayor, como los estudios previos indicaron.

Realizada en el ámbito del Experimento de Gran Escala de la Biosfera – La Atmósfera en la Amazonia (LBA) – un megaproyecto internacional de 80 millones de dólares que, desde 1999, reúne a más de 300 investigadores de América Latina, Estados Unidos y Europa, liderados por Brasil -, la revisión de los números apunta un saldo anual positivo en favor de la absorción de alrededor de 2 toneladas de carbono por hectárea de selva preservada. Los balances anteriores, algunos llevados adelante en el marco del propio LBA, llegaron a indicar la absorción líquida, descontado ya aquél que fue emitido, de entre 5 y 8 toneladas de carbono por hectárea.

“Es posible que ese valor sea incluso cercano a cero”, dice Paulo Artaxo, del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (IF/USP), responsable por un proyecto temático financiado por la FAPESP sobre el asunto y uno de los coordinadores del LBA. De cada 3,67 toneladas de dióxido de carbono, también conocido como gas carbónico, hay una tonelada del elemento químico carbono. En líneas generales, se puede decir que cuanto más CO2 absorbe una selva, mayor será su biomassa, medida bajo la forma de carbono, visto y considerando que la fotosíntesis de la vegetación se intensifica.

En otras palabras: la gran absorción de CO2 equivale teóricamente al gran crecimiento de un ecosistema. De acuerdo con los nuevos cómputos, sumadas todas las fuentes conocidas de entrada (absorción) y salida (emisión) de CO2 de la selva,la Amazonia parece extraer del aire una cantidad relativamente modesta de dicho gas porhectárea de selva preservada. Pero aun así, como la región amazónica es inmensa – abarca tan solamente en territorio brasileño 5 millones de kilómetros cuadrados (500 millones de hectáreas), de los cuales cerca de un 80% corresponde a selvas nativas -, su impacto en el balance mundial de dióxido de carbono puede no ser nada despreciable.

Ni el villano, ni el salvador
Un cálculo rápido y sencillo, teniendo en cuenta una tasa de fijación anual de carbono de entre una y dos toneladas anuales por hectárea de selva, muestra que la Amazonia brasileña, que abarca cerca del 70% de dicho ecosistema sudamericano, sería capaz de extraer de la atmósfera entre 400 y 800 millones de toneladas de carbono cada 12 meses. Esto equivale a entre un 5% y un 10% de las emisiones globales de carbono en igual período en razón de la acción del hombre, fundamentalmente debido a la quema de combustibles fósiles y a la tala de bosques. ” Brasil no es el villano del mundo por causa de las talas y las quemas efectuadas en la Amazonia (que emiten cantidades significativas de CO2 en dirección a la atmósfera), pero su principal selva tampoco representa la salvación del planeta”, comenta Artaxo.

Según el meteorólogo Carlos Nobre, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, sigla en portugués) de São José dos Campos, coordinador científico del LBA, se estima que la Amazonia es anualmente responsable por el lanzamiento al aire de aproximadamente 200 millones de toneladas de dióxido de carbono, en razón de las talas en áreas antes preservadas y de la práctica de las quemas, especialmente durante los meses de sequía, entre julio y noviembre. Hasta ahora, alrededor del 14% de la cobertura original de la Amazonia ya ha sido talada, a una tasa estimada en un 0,5 por ciento anual, lo que corresponde a poco menos de 20 mil kilómetros cuadrados.

El saldo a favor de la absorción de CO2 en la Amazonia disminuyó porque los investigadores del LBA descubrieron imprecisiones metodológicas en la fórmula a través de la cual estaban calculando el balance de dióxido de carbono en la selva tropical. Básicamente tres puntos fueron cuidadosamente revisados. Primer tópico revisado: los especialistas constataron que las 12 torres de medición del flujo de gas en la selva tropical, instaladas en diversos puntos de la Amazonia, no registraban adecuadamente la entrada y salida de CO2 durante la noche, precisamente el período del día en el que las emisiones de dióxido de carbono son más altas, pues la respiración de las plantas predomina.

“Estimamos que anualmente, alrededor de una tonelada de carbono por hectárea, antes ignorada, es emitida a la noche”, evalúa Artaxo. La buena noticia es que los investigadores creen haber conseguido identificar el origen de tal imprecisión y, lo mejor de todo, creen haber corregido la metodología empleada. Segundo tópico revisto: los participantes del LBA verificaron que, al respirar, la vegetación amazónica emite, además de CO2, niveles significativos de los llamados Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs).

Parte de esos VOCs, un conjunto de gases que contienen carbono, se transforma en dióxido de carbono en la atmósfera, haciendo de ese tipo de emisión una fuente indirecta del principal agente responsable por el efecto invernadero. “Normalmente, la salida de VOCs es considerada despreciable en la mayor parte de los ecosistemas de clima templado, pero en la Amazonia ésta es importante”, destaca Artaxo. Se estima que cada hectárea preservada de la región arroja al aire anualmente una cantidad de VOCs capaz de generar cerca de media tonelada de carbono en la atmósfera.

Por último, los científicos lograron cuantificar una tercera fuente de escape de CO2,poco estudiada hasta entonces: los ríos y áreas de planicie de la Amazonia, que se encuentran saturados de carbono y, por difusión, pierden concentraciones de ese gas a manos de la atmósfera. “Nadie se fijaba en el papel de las aguas en el balance de dióxido de carbono”, comenta Reynaldo Victoria, del Centro de Energía Nuclear en Agricultura de la Universidad de São Paulo (Cena/USP) de Piracicaba, coordinador de la parte de biogeoquímica de las aguas del LBA y de un proyecto temático de la FAPESP.

“Los ríos de la región constituyen grandes reactores que procesan materia orgánica”, agrega. En asociación con colegas de la Universidad de Washington, también participantes del LBA, la investigadora Maria Victoria Ballester, del equipo del Cena, mostró que sale de los ríos anualmente alrededor de una tonelada de carbono por hectárea en dirección a la atmósfera.

Tres veces el tamaño de Francia
En rigor, el dato proyectado no se refiere a la Amazonia en su totalidad, sino a un gran pedazo de la región, un cuadrilátero de 1,7 millones de kilómetros cuadrados, en la parte central de la cuenca del Amazonas – equivalente a un tercio de la mayor selva tropical del mundo o a tres Francias. Pero aun así es un número bastante representativo de los intercambios de dióxido de carbono que se procesan en la Amazonia.

En el artículo científico en el que expone sus cálculos sobre la evasión de CO2 de los ríos de la región en dirección a la atmósfera, que aguarda un dictamen para su publicación en una gran revista científica internacional, Maria Victoria, juntamente con los investigadores estadounidenses, afirma que el saldo general del ciclo de carbono en las selvas tropicales maduras e intactas, teniendo en cuenta la suma de los ambientes terrestre y acuático, estaría cerca de su punto de equilibrio. En otras palabras, sería próximo a cero.

Las correcciones en los números del balance de carbono obedecen en gran medida al carácter único y pionero del LBA. No existe en ninguna otra gran selva tropical del mundo un esfuerzo sistemático de medición del flujo de CO2 en los moldes del ejecutado en la Amazonia. “Este tipo de trabajo existe apenas en los ecosistemas templados de América del Norte y de Europa, que son bastante diferentes a los de la selva tropical”, dice el físico Artaxo.

“No tenemos ningún modelo de investigación listo para ser copiado y puesto en práctica aquí. Todo debe ser desarrollado y ajustado a la realidad de la Amazonia”. En muchos casos, ese ajuste puede marcar una gran diferencia en la cuenta final. Las dificultades para interpretar correctamente los datos suministrados por las torres instaladas en la Amazonia para medir el flujo de CO2 entre el bosque y la atmósfera ilustran bien esa cuestión.

Las torres, compradas a un costo unitario de aproximadamente 200 mil dólares, miden 55 metros de altura y fueron colocadas en 12 puntos de la Amazonia para intentar cubrir distintas realidades de esa inmensa región. Y no son tan altas en vano. La cima de las misama fue proyectada para situarse a 20 ó 30 metros por encima de la copa de los árboles, una posición privilegiada en dónde se ubican sus sensores de alta precisión, instrumentos capaces de medir diez veces por segundo la velocidad del viento vertical y las concentraciones de CO2. Para este instrumento, el CO2 que realiza el movimiento ascendente, de la selva a la atmósfera, es contabilizado en tanto emitido por laprimera en dirección a la segunda.

Aquél que realiza el trayecto opuesto entra en el cálculo como absorbido por la vegetación o el suelo (es decir, que es retirado del aire). En el transcurso del tiempo, el balance (la suma del dióxido de carbono que entró y del que salió) provee el flujo líquido del CO2 en un local. Como puede observarse, el sistema de medición de las torres funciona muy bien siempre y cuando haya una constante circulación y turbulencias verticales de aire en el punto de la medición. Esto sucede esporádicamente en las selvas templadas de América del Norte y Europa, con bosques mucho más abiertos que la Amazonia.

En la selva tropical, que es más cerrada, la densa copa de los árboles, que dificulta constantemente el paso de la luz, puede funcionar como una tapa capaz de contener al aire bajo sus dominios. Durante el día, este efecto de aprisionamiento atmosférico generado por la exuberante vegetación ecuatorial no llega a entorpecer el funcionamiento de los sistemas de medición de las torres, pues los períodos de calma del clima (con poca turbulencia atmosférica, sin viento o lluvias) no son dominantes. Tanto el CO2 absorbido por las plantas durante la fotosíntesis (proceso a través del cual los vegetales retiran dióxido de carbono de la atmósfera y lo convierten en energía y biomasa) como el que es emitido como producto de su respiración, son registrados de manera satisfactoria.

Por las noches todo cambia, y los períodos de calma, sin turbulencias, se tornan predominantes – con el agravante de que el aire en este período del día se torna más rico en CO2. Sin la presencia de la luz del sol, las plantas no realizan la fotosíntesis. Solamente respiran y devuelven al aire una parte del CO2 absorbido durante el día.

¿Adónde fue a parar el CO2?
Esa limitación en la medición del flujo nocturno de CO2 es más pronunciada en torres cuyo radio de medición abarca áreas anegadas y que están instaladas en lugares cuya topografía no es totalmente plana. Esto se debe a que la inclinación del terreno hace que el CO2, que tiene dificultades para escapar hacia arriba debido al efecto tampón de la copa de los árboles, “resbale” hacia los costados durante las noches. Cuando esto sucede, el dióxido de carbono emitido abajo, en las cercanías de una torre, sale de su área de medición y, por lo tanto, no es contabilizado adecuadamente por el equipo.

Solamente en áreas extremadamente planas, el dióxido de carbono liberado durante la noche por la respiración de las plantas no “resbala” y permanece aprisionado por las copas hasta el día siguiente. De esa manera, ese CO2 nocturno que no fue registrado por la torre acaba pasando con alguna suerte por el sensor del equipo al comienzo del día siguiente, siendo de esta manera contabilizado en forma adecuada en el flujo total diurno. “Descubrimos eso después de analizar detalladamente los datos de varias torres de LBA, en particular las dos situadas en Manaos, operadas por el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (Inpa, sigla en portugués)”, comenta Artaxo.

Ubicadas apenas a 20 kilómetros una de otra, ambas torres registraban balances de carbono diferentes. Una decía que la selva absorbía entre un 20% y un 30% más de dióxido de carbono que la otra. Examinando en detalles los locales en donde ambos equipamientos fueron instalados, los investigadores verificaron que las porciones anegadas dentro del radio de acción de una de las torres eran muy diferentes a las delas áreas inundadas dentro del campo de cobertura de la otra. Constataron también quelainclinación del terreno en donde estaban asentadas las torres presentaba variaciones significativas. Según Artaxo, estas peculiaridades eran suficientes para intensificar el escape horizontal del CO2 emitido por la noche en una de las torres, explicando de esa manera los datos aparentemente conflictivos establecidos por las torres de la capital de Amazonas.

Para medir correctamente la cantidad de CO2 emitida por las noches, los investigadores del LBA instalaron sensores de dicho gas en diversos puntos de cada una de las 12 torres, y también abajo de la copa de los árboles. De este modo el registro nocturno de la presencia de dióxido de carbono bajo los árboles se tornó más fácil. Este año, con el auxilio de técnicas más precisas de topografía, los investigadores determinarán la inclinación del relieve en las áreas en las que se encuentran instaladas las torres, otra medida tendiente a amenguar eventuales imprecisiones de los datos suministrados por este tipo de equipo y dotar de mayor credibilidad al cálculo del balance general de carbono.

“A mediados de este año se instalarán dos torres en la Isla do Bananal, en Tocantins, las primeras en áreas inundadas de la Amazonia”, afirma Artaxo. Con esa mejora, otro pequeño agujero en la medición del flujo de CO2 en Amazonia comienza a ser rellenado. Al fin y al cabo, el 14% de la región está cubierta por ríos o áreas anegadas, un tipo de hábitat en el cual LBA aún no cuenta con ninguna forma de monitoreo permanente de los flujos de CO2.

Antes incluso de la revisión de los números del balance de carbono en Amazonia, algunos investigadores del propio LBA observaban con reserva los primeros datos recabados en el marco del proyecto, que apuntaban a la región como una gran aspiradora de carbono. La historia de la selva tropical y su constitución física parecían, de cierta manera, desmentir las cifras que señalaban un saldo anual en favor de la absorción de hasta 8 toneladas de carbono por hectárea. Al fin de cuentas, la selva amazónica no es una formación vegetal joven. Es relativamente antigua y ya ha llegado a su madurez. Por lo tanto, teóricamente, su flujo de carbono debería ser cercano a cero. Es decir, la cantidad de carbono absorbida y emitida debería ser equivalente.

El crecimiento de la selva
Debido a que una hectárea de selva tropical intacta contiene entre 140 y 200 toneladas de carbono bajo la forma de biomasa, la Amazonia brasileña tendría teóricamente que duplicar su tamaño cada 28 años si su capacidad de absorción de dióxido de carbono fuera equivalente a 5 toneladas anuales (de carbono) por hectárea, por ejemplo. “Pero eso no está sucediendo”, afirma Artaxo. “La Amazonia no crece a ese ritmo,” añade.

No obstante, algunos científicos argumentan que la selva amazónica no se comporta más actualmente como una clásica formación vegetal madura. De acuerdo con la ecología tradicional, los bosques antiguos absorben y emiten la misma cantidad de dióxido de carbono, con un crecimiento en términos de biomasa cercano a cero. La causa de ese cambio de actitud residiría en las altas concentraciones de CO2 encontradas en los días actuales en la atmósfera del planeta, las más elevadas de la historia reciente – la concentración del gas se elevó de 280 ppm (partes por millón) en 1850 a las actuales 370 ppm.

Con una mayor cantidad de CO2 disponible en el aire para su absorción, el nivel de fijación del dióxido de carbono por parte de las selvas maduras se habría elevado debidoa ese aumento en la oferta de ese compuesto atmosférico. “En el balance general, lamayoría de las torres en Amazonia muestra mayor absorción que emisión de dióxido de carbono por parte de la selva preservada”, dice el meteorólogo Carlos Nobre. “El debate se aboca determinar si la absorción es grande o moderada.”

Artaxo, físico de la USP directamente comprometido en el proceso de revisión de los números del balance de carbono en la Amazonia, figura entre los investigadores del LBA que creen que exista un saldo modesto en favor de la absorción de CO2 en la selva. En tanto, el biogeoquímico Antonio Nobre, del Inpa, responsable por la operación de las dos torres del LBA en Manaos, aún no está convencido de que el saldo entre la cantidad de CO2 absorbida y emitida en la región sea tan moderado.

“Puede incluso ser que ese balance sea del orden de las dos toneladas anuales de carbono (por hectárea de selva preservada), pero existen torres que muestran anualmente una absorción líquida anual de más de 5 toneladas de carbono (por hectárea de selva)”, dice Nobre. “Es lógico que aún exista incertidumbre con relación a la metodología aplicada en esas mediciones y sobre el ciclo del carbono, pero no se puede sencillamente ignorar ese dato. Aún no conocemos bien el ecosistema amazónico, que es muy complejo. Las plantas se adaptan a los niveles de dióxido de carbono atmosférico y buscan un nuevo equilibrio.”

Como casi todo en ciencia, los nuevos números sobre el ciclo del carbono en la Amazonia no son definitivos ni incuestionables. Más aún cuando es sabido que esos valores alimentan un tema candente de la política y la diplomacia internacional, el del Protocolo de Kyoto, acuerdo suscrito y en proceso de ratificación por parte de la mayoría de las naciones del planeta (con la excepción digna de destacar de Estados Unidos), que prevé metas de reducción de los niveles de emisión de CO2 para los países industrializados, como forma de reducir el efecto invernadero. “Para no que no permanezcamos en la dependencia exclusiva de informaciones provenientes del extranjero, extrapoladas a partir de mediciones realizadas en bosques templados, los brasileños debemos que entender y producir nuestros propios datos sobre el ciclo del carbono en la Amazonia”, dice Artaxo.

Ya es hora: el efecto invernadero, causado por una cortina de gases atmosféricos, con especial relevancia para el CO2, que impide el retorno al espacio de todo el calor irradiado por el Sol en dirección a la Tierra, es un fenómeno natural, deseable, sin el cual no habría clima propicio en el planeta para el florecimiento de la vida. Es éste el que hace que el globo terráqueo sea lo suficientemente cálido como para ser habitable. El incremento del efecto invernadero en razón de la elevación exagerada de los niveles de dióxido de carbono atmosférico y otros gases es lo que hace que la temperatura se eleve más que lo deseado, derritiendo glaciares y poniendo eventualmente en riesgo el equilibrio del planeta.

Todas las puntas del LBA
Develar el papel de la Amazonia en el balance regional y planetario de carbono es uno de los grandes objetivos del Experimento a Gran Escala de la Biósfera-Atmósfera en la Amazonia, el LBA, pero no el único. El proyecto internacional, con el liderazgo de Brasil, también se aboca a los ciclos de la energía solar, del agua, de gases como el metano y el óxido nítrico, que también contribuyen al aumento del efecto invernadero en la baja atmósfera), de aerosoles (partículas sólidas de la atmósfera que influyen en la formación de nubes) y otros nutrientes. Iniciada en 1999, esta ambiciosa iniciativa multidisciplinaria procura entender el funcionamiento y la interacción de todas las partes de ese inigualable ecosistema: fauna, flora, suelos, ríos y su habitante: el hombre.

De una manera general, el proyecto pretende comprender y cuantificar de forma integrada cómo los cambios, provocados o no por la mano del hombre en el uso del suelo de la región – como la tala de los bosques para pastaje – y en su clima, alteram los componentes físicos, químicos y biológicos de la propia Amazonia, y eventualmente de otras partes de Brasil y del planeta. Con una iniciativa del porte del LBA, los investigadores esperan reunir nuevos elementos que les permitan responder a una serie de cuestiones sobre la Amazonia y auxiliar al país en la elaboración de una estrategia de desarrollo sostenible para la región.

El misterio del carbono perdido en el planeta
No solamente en la Amazonia el entender y el cuantificar el ciclo del carbono lleva a los investigadores a rever constantemente sus cálculos y a modificar métodos de trabajo. Es así en todo el mundo. Se trata de un terreno científico en el cual, por el momento, parecen existir pocas certezas y muchas hipótesis, sin contar toda la atención provocada por el comprobado aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera después de la Revolución Industrial del siglo XIX y de la amenaza de aumento del efecto invernadero.

Algunos puntos del ciclo del carbono aún se encuentran tan en abierto que los científicos no saben responder claramente a muchas preguntas claves para el futuro del clima del planeta. Una de las más importantes es sobre la cuestión del llamado “carbono perdido” y de sus aspiradoras – lugares que absorben CO2, retirando por lo tanto ese gas de la atmósfera.

Cálculos globales efectuados por el Panel Intergubernamental de Cambios Climáticas (IPCC), especie de comité mantenido por la Organización Mundial de Meteorología y por el programa ambiental de las Naciones Unidas, muestran que se emiten anualmente alrededor de 7.900 millones de toneladas de carbono en la atmósfera, de las cuales 6.300 millones derivan de la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) y 1.600 millones surgen como consecuencia de las talas.

¿Adónde va a parar todo ese carbono? Aproximadamente 2.300 millones de toneladas son absorbidas por los océanos, y 3.300 millones de toneladas van a la atmósfera, principalmente bajo la forma de CO2. Como el carbono no desaparece, falta aún hallar el destino de 2.300 millones de toneladas que fueron emitidas, pero que no se sabe a ciencia cierta adónde fueron a parar. Uno de los probables destinos son los bosques templados boreales y tropicales, como la selva Amazónica, que tiene la capacidad de, a través de la fotosíntesis, convertir ese dióxido de carbono en biomasa.

El problema es que el hombre aún no sabe con seguridad cuál es la real capacidad de absorción – y emisión – de CO2 de cada uno de esos ecosistemas en los días de actuales. Al margen de ello, el status de un ecosistema puede variar con el tiempo. Una selva joven y en crecimiento es, posiblemente, una gran consumidora de CO2 atmosférico que usa enormes cantidades de carbono para aumentar su biomasa. Pero si algún día fuera talada y quemada a un ritmo frenético, esa misma formación vegetal dejará de fijar carbono y empezará a emitirlo bajo la forma de CO2, debido a la combustión de su biomasa.

EL PROYECTO
Estudios de la Interacciones Físicas y Químicas en la Interfaz Biósfera – Atmósfera en la Amazonia
Modalidad
Proyecto temático
Coordenador
Paulo Artaxo – Instituto de Física de la USP
Inversión
R$ 718.131,52 y US$ 550.954,00

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