Texto escrito por Andrés Martínez-García y editado por Félix Picazo, Tano Gutiérrez-Cánovas y Daniel Bruno en Ecomandanga. Lea el original.
Post a cargo de Andrés Martínez-García, primer autor de un interesante estudio publicado recientemente en la revista Limnology and Oceanography Letters. En él, sus autores estudian el balance entre la emisión de gases de efecto invernadero y el secuestro de carbono en un embalse durante un ciclo anual completo.
Un aspecto muy interesante de este estudio es que ha sido desarrollado en un embalse con una elevada concentración de nutrientes y algas en el agua (concretamente, el embalse del Cubillas, cerca de la ciudad de Granada). Y es que este tipo de embalses, denominados eutróficos en la jerga usada en ecología acuática, han sido tradicionalmente considerados como emisores netos de gases de efecto invernadero. Sin embargo, aún desconocemos si este tipo de embalses se comportan como emisores netos o como sumideros cuando se tiene en cuenta un ciclo anual completo.
El papel dual de lagos y embalses en el procesado de materia orgánica
Los ecosistemas de aguas continentales, entre los que encontramos lagos, humedales, ríos o embalses, son ecosistemas muy dinámicos donde las condiciones suelen variar notablemente a lo largo del año. Por ejemplo, el caudal y la velocidad de la corriente en los ríos cambia mucho entre estaciones. Igualmente, el volumen de agua almacenado o la temperatura de esta y, por tanto, su densidad, muestran importantes cambios de una estación a otra en lagos y embalses. Y esto, obviamente, afecta a todos los procesos que ocurren en estos sistemas. Por ejemplo, es sabido que estos sistemas juegan un papel importante en el procesado de la materia orgánica. Pensemos en toda la hojarasca que llega a los ríos cada otoño procedente de los árboles del bosque de ribera o en todas las microalgas que van muriendo en un lago conforme llegan al final de su ciclo vital. Por tanto, estos sistemas van a ser actores con un papel importante en el ciclo del carbono. Básicamente, intervienen en él por dos vías diferentes. Por una parte, los ecosistemas acuáticos pueden ser emisores de carbono en forma de gases de efecto invernadero, principalmente metano y dióxido de carbono, como resultado de la descomposición de la materia orgánica que llevan a cabo multitud de microorganismos. Por otra parte, pueden contribuir al secuestro a largo plazo de una fracción del carbono que va sedimentando a través de la columna de agua, quedando almacenado en el lecho de estos sistemas lacustres. En otras palabras, los lagos tienen un papel dual, actuando simultáneamente como emisores y como sumideros de carbono. Este mecanismo es bien conocido en ríos y arroyos, mientras que se sabe mucho menos de lo que ocurre en lagos y embalses.
En la columna de agua de lagos y embalses, el carbono puede formar parte, entre otras cosas, de una serie de partículas que, técnicamente, se denominan partículas exopoliméricas transparentes (normalmente, abreviadas como TEPs) y cuya composición es parecida a la de los mocos (básicamente, polisacáridos). Estas partículas se forman, principalmente, como resultado de la actividad de bacterias y fitoplancton (pequeños organismos fotosintéticos suspendidos en la columna de agua). Inicialmente, los polisacáridos que constituyen estas “sustancias mocosas” quedan disueltos en el agua. No obstante, si se dan las condiciones necesarias, van uniéndose unos a otros hasta formar partículas más grandes que, ya sí, pueden ir cayendo por gravedad hacia el fondo del lago o embalse. Estas partículas cumplen una serie de funciones ecológicas, entre las que se encuentran proporcionar alimento y sustrato a una amplia gama de organismos que se encuentran en la columna de agua.
Pues bien, la vía principal por la que el carbono puede llegar al sedimento presente en el fondo de lagos y embalses es por hundimiento del carbono de origen orgánico que forma parte de estas partículas. Este proceso ha sido ampliamente estudiado en los océanos, donde se sabe que el carbono presente en la zona superficial puede ser arrastrado hacia la parte profunda conforme van sedimentando todas estas partículas en las que está contenido, recibiendo dicho proceso el nombre de “bomba biológica de carbono”. Sin embargo, el funcionamiento de esta bomba biológica es mucho menos conocido en lagos y embalses.
De todo el material orgánico rico en carbono que llega al sedimento, solo una parte queda ahí retenida. El resto, será reemitido a la atmósfera, principalmente en forma de metano resultante de la actividad de microorganismos denominados aqueas (organismos unicelulares parecidos a las bacterias). ¿Y qué factores influyen en que quede retenida una mayor o menor cantidad de carbono en el sedimento? Son numerosos, pero el principal es el origen de ese carbono. Y es que el carbono con origen terrestre (por ejemplo, la hojarasca del bosque de ribera) es mucho más difícil de procesar por los microorganismos que el carbono de origen acuático como, por ejemplo, los restos del fitoplancton. Así, la materia orgánica de origen acuática es más fácilmente asimilable por los productores de metano (arqueas), por lo que habrá un mayor porcentaje de reemisión a la atmósfera cuando dominen este tipo de compuestos. Por expresarlo con una metáfora fácil de entender, es como si para estas arqueas el carbono de origen terrestre fuera pan duro, difícil de roer, y el de origen autóctono producido por el fitoplancton, interno al sistema, fuera pan recién hecho.
Los embalses eutróficos también pueden ser un sumidero de carbono
Como principal resultado de este estudio confirmamos la existencia de una dinámica estacional en la sedimentación de todo este carbono de origen orgánico que forma partículas, estando dicha dinámica regulada por el hundimiento de los exudados mocosos derivados de la actividad bacteriana y del fitoplancton. Además, observamos que la tasa de sedimentación de estos compuestos se puede explicar por una serie de factores como la concentración de clorofila-a (indicador de la cantidad de fitoplancton), la abundancia de cianobacterias (bacterias fotosintéticas que son parte del fitoplancton) y la concentración de cationes como el calcio y el magnesio. Así, por un lado, cantidades elevadas de clorofila y una gran abundancia de cianobacterias indican una importante producción de exudados mocosos y, por otro lado, la presencia de calcio y magnesio en el agua favorece las condiciones necesarias para que estos exudados se vayan agregando hasta formar partículas de un tamaño suficiente que provoca su hundimiento hacia el sedimento.
Finalmente, comparamos las tasas de sedimentación de las partículas que contienen carbono orgánico con las emisiones de carbono en forma de metano y dióxido de carbono para el mismo periodo de tiempo. Esto nos ha permitido comprobar que existe un desfase temporal de dos semanas entre los picos de sedimentación de carbono orgánico y los picos de las emisiones de metano, lo que indica que el carbono orgánico que llega al sedimento del lecho se procesa de manera bastante rápida en este embalse. Uno de los hallazgos más relevantes del estudio es que, pese a que existen periodos en los que el embalse emite importantes cantidades de metano, en el balance global actúa como un sumidero neto de carbono. Es decir, secuestra más carbono del que emite. Por tanto, y como conclusión final, los resultados de este estudio desafían la visión más generalizada entre los ecólogos acuáticos que usualmente han considerado a los embalses eutróficos como emisores de carbono en forma de metano.
Artículo original: Martínez-García A., Peralta-Maraver I., Rodríguez-Velasco E., Batanero G.L., García-Alguacil M., Picazo F., Calvo J., Morales-Baquero R., Rueda F.J. & Reche I. 2024. Particulate organic carbon sedimentation triggers lagged methane emissions in a eutrophic reservoir. Limnology and Oceanography Letters. Doi: 10.1002/lol2.10379.