El carbono disuelto en los ríos árticos afecta a nuestro mundo: así es como estudiarlo



Acantilados erosionantes adyacentes a la laguna Elson cerca de Utqiagvik, Alaska. Crédito: Michael Rawlins

En un par de artículos publicados recientemente, Michael Rawlins, profesor del departamento de geociencias de la Universidad de Massachusetts Amherst y director asociado del Centro de Investigación del Sistema Climático, ha logrado avances significativos al completar nuestra comprensión del ciclo del carbono del Ártico, o la forma en que el carbono se transfiere entre la tierra, el océano y la atmósfera. Para comprender mejor las tendencias futuras en el dióxido de carbono atmosférico y su calentamiento global asociado, necesitamos una imagen más completa de cómo el carbono circula entre los reservorios en nuestro mundo.

"Ha habido mucha investigación que ha analizado el flujo vertical de carbono de la tierra a la atmósfera", dice Rawlins. Este flujo vertical incluye cosas como la quema de combustibles fósiles, incendios forestales, fugas de gas metano y emisiones de deshielo del permafrost. Pero hay otra parte del ciclo: la horizontal. "Se ha prestado mucha menos atención a cómo se transfiere el carbono de la tierra al océano a través de los ríos", dice Rawlins.

A medida que el agua fluye sobre la tierra, hacia arroyos y ríos, recoge carbono, y finalmente lo lleva hasta el mar. Una pequeña, pero no insignificante cantidad de este carbono orgánico disuelto (DOC) se "gaseosa" del agua del río y a la atmósfera como un gas de efecto invernadero. Lo que queda fluye hacia el océano, donde se convierte en una parte clave de las redes alimentarias costeras.

Sin embargo, sabemos relativamente poco sobre estos flujos laterales de carbono en el océano, especialmente en el Ártico, donde las mediciones son escasas y donde el rápido calentamiento está llevando a la intensificación del ciclo hidrológico, el aumento de la escorrentía y el deshielo del permafrost.

Aquí es donde entran en juego los dos artículos de Rawlins, publicados en el Journal of Geophysical Research y Environmental Research Letters.

Rawlins y sus coautores han modificado un modelo numérico que captura con precisión la acumulación estacional de nieve, así como la congelación y descongelación de los suelos, agregando una contabilidad de la producción, descomposición, almacenamiento y "carga" de DOC a arroyos y ríos. El modelo ahora simula la cantidad de carbono que se escoe hacia los ríos de la región con una precisión sorprendente. Es el primer modelo que captura la variación estacional en la cantidad de DOC exportado al océano, un marcado gradiente este-oeste a través de 24 cuencas de drenaje en la vertiente norte de Alaska y las cantidades relativamente iguales de DOC que fluyen a través de los ríos que drenan el norte y a través de los que drenan hacia el oeste.

Quizás lo más importante es que el modelo apunta al aumento de las cantidades de agua dulce y DOC exportadas a una laguna costera en el noroeste de Alaska. El año 2019 se destaca particularmente, con una exportación masiva de agua dulce de DOC que fue casi tres veces la cantidad exportada a principios de la década de 1980. "El aumento de la exportación de agua dulce tiene implicaciones para la salinidad y otros componentes del medio ambiente acuático de la laguna", dice Rawlins. Los cambios están relacionados con el aumento de las precipitaciones, particularmente durante el verano, y los efectos del calentamiento y el deshielo de los suelos. "Los mayores aumentos de agua dulce y DOC", dice Rawlins, "ocurren en otoño, lo que no es sorprendente dadas las pérdidas significativas en el hielo marino en los cercanos mares de Beaufort y Chukchi, a su vez conectados a nuestro clima más cálido".

En última instancia, este nuevo modelo puede ayudar a los científicos a refinar las líneas de base de carbono y comprender mejor cómo el calentamiento global está alterando el ciclo del carbono de la Tierra.

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