Lagos de aguas negras en el Congo liberan carbono antiguo al ambiente

Los pantanos tropicales y las turberas son elementos cruciales en el ciclo del carbono de la Tierra y, por ende, en el clima global. En regiones como la cuenca amazónica, la cuenca del Congo y los humedales del Sudeste Asiático, se acumulan capas gruesas de material vegetal parcialmente descompuesto a lo largo del tiempo, lo que permite que estos ecosistemas almacenen aproximadamente 100 gigatoneladas de carbono.

En el corazón de África, la cuenca del Congo alberga uno de los mayores y más significativos reservorios de carbono. A pesar de que sus turberas y pantanos cubren solo el 0.3 por ciento de la superficie terrestre, almacenan aproximadamente un tercio de todo el carbono presente en las turberas tropicales del mundo.

A pesar de su importancia, estos ecosistemas remotos no han sido objeto de un estudio exhaustivo. Muchas partes de la cuenca central del Congo son de difícil acceso, y llegar a lagos y pantanos aislados a menudo requiere el uso de barcos o piraguas tradicionales. Como resultado, su influencia en el clima global ha permanecido incierta.

Hallazgos sorprendentes en los lagos de aguas negras del Congo

En la última década, un equipo de investigadores liderado por ETH Zurich ha estado estudiando más de cerca la cuenca del Congo. Su trabajo ha revelado hallazgos inesperados, incluyendo el río Ruki, uno de los ríos de aguas negras más oscuros del planeta.

En un estudio reciente publicado en Nature Geoscience, los investigadores centraron su atención en dos lagos de aguas negras teñidos de oscuro por material vegetal: el Lac Mai Ndombe, el lago de aguas negras más grande de África, y el más pequeño Lac Tumba. Nuevamente, encontraron un resultado inesperado.

El lago Mai Ndombe es más de cuatro veces más grande que el lago Constanza y su agua se asemeja a un té negro fuerte. Está bordeado por vastos bosques pantanosos y selvas tropicales casi intactas que crecen sobre depósitos profundos de turba. A medida que los restos de plantas y la materia orgánica del suelo fluyen hacia el lago desde los bosques circundantes, tiñen el agua de un profundo color marrón.

Carbono antiguo liberado a la atmósfera

Las mediciones mostraron que cantidades sustanciales de dióxido de carbono escapan de ambos lagos hacia la atmósfera. Sin embargo, el origen de ese carbono no fue el que los científicos anticiparon.

Si bien algunas de las emisiones provienen de material vegetal recientemente cultivado, hasta un 40 por ciento del dióxido de carbono tiene su origen en turba que se acumuló hace miles de años en ecosistemas cercanos. Los investigadores determinaron esto al analizar la edad del CO₂ disuelto utilizando datación por radiocarbono.

"Nos sorprendió encontrar que se está liberando carbono antiguo a través del lago", explicó el autor principal Travis Drake, científico del grupo de Sistemas Agroecosistémicos Sostenibles (SAE) dirigido por el profesor Johan Six de ETH. "El reservorio de carbono tiene una fuga, por así decirlo, de la que está escapando carbono antiguo", añadió el coautor Matti Barthel, técnico de investigación en SAE.

¿Cómo se moviliza el carbono?

Anteriormente, los científicos creían que el carbono almacenado en la turba de la cuenca del Congo permanecía encerrado durante períodos extremadamente largos y solo se liberaría bajo condiciones específicas, como sequías prolongadas.

Exactamente cómo se libera este carbono antiguo de la materia vegetal no descompuesta sigue siendo incierto. Los investigadores tampoco conocen aún las vías precisas que permiten que se mueva desde los suelos de turba hacia el agua del lago.

Comprender si esta liberación señala un cambio desestabilizador o refleja un equilibrio natural compensado por la nueva formación de turba es ahora una cuestión clave de investigación.

Cambio climático y el riesgo de secado de las turberas

La fuga de carbono antiguo podría señalar una preocupación más amplia. Los cambios ambientales impulsados por el cambio climático pueden estar desencadenando procesos que aumentan la liberación de carbono.

Si las condiciones se vuelven más secas, los suelos de turba podrían secarse más frecuentemente y durante períodos más prolongados. Esto permitiría que el oxígeno penetre más profundamente en las capas de turba, acelerando la descomposición microbiana de material orgánico que antes era estable. A medida que la descomposición se acelera, más CO₂ de este enorme reservorio de carbono podría ingresar a la atmósfera.

"Nuestros resultados ayudan a mejorar los modelos climáticos globales, porque los lagos y humedales tropicales han estado subrepresentados en estos modelos hasta ahora", afirmó Six.

Niveles de agua y emisiones de metano

Más allá del dióxido de carbono, el equipo también estudió las emisiones de óxido nitroso y metano del lago Mai Ndombe. En un estudio paralelo publicado en el Journal of Geophysical Research, encontraron que los niveles de agua influyen fuertemente en cuánto metano escapa.

Cuando los niveles del lago son altos, los microorganismos consumen metano de manera más efectiva antes de que pueda alcanzar la atmósfera. Durante la temporada seca, cuando los niveles de agua bajan, el metano se descompone de manera menos eficiente y se liberan cantidades mayores.

"Nuestro temor es que el cambio climático también altere este equilibrio. Si las sequías se vuelven más largas e intensas, los lagos de aguas negras en esta región podrían convertirse en fuentes significativas de metano que impacten en el clima global", dijo el profesor Jordon Hemingway de ETH. "En la actualidad, no sabemos cuándo se alcanzará el punto de inflexión".

Deforestación y presiones sobre el uso de la tierra

El clima no es el único factor que podría interrumpir este sistema. Los cambios en el uso de la tierra pueden representar una amenaza aún mayor. Se proyecta que la población de la República Democrática del Congo se triplicará para 2050, aumentando la demanda de tierras agrícolas y llevando a una mayor deforestación.

La deforestación puede intensificar las condiciones de sequía, lo que podría mantener los niveles de los lagos persistentemente bajos. "Todos conocemos la analogía de que los bosques son los pulmones verdes de la Tierra", afirma Barthel. "No solo son responsables del intercambio de gases como nuestros pulmones, sino que también evaporan agua a través de sus hojas, enriqueciendo así la atmósfera con vapor de agua. Esto promueve la formación de nubes y precipitaciones, que a su vez alimentan ríos y lagos".

Por qué importan estos hallazgos

Estos resultados agudizan nuestra comprensión de cómo las turberas tropicales y los lagos de aguas negras influyen en la dinámica del clima global. También destacan la urgencia de proteger los humedales de la cuenca del Congo y limitar las emisiones de gases de efecto invernadero.

La investigación fue realizada como parte del proyecto TropSEDs liderado por ETH Zurich y financiado por la Fundación Nacional Suiza de Ciencia, en colaboración con científicos de la Universidad de Lovaina en Bélgica y la República Democrática del Congo.