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Carbono azul

Noviembre 24, 2021

El carbono azul es el carbono capturado por los ecosistemas oceánicos costeros del mundo, principalmente manglares, marismas salinas, pantanos, praderas marinas, turberas y potencialmente macroalgas. [1]​

Ciclo del carbono

Históricamente el océano, la atmósfera, el suelo y los ecosistemas forestales han sido los sumideros más grandes de carbono natural (C). Nuevas investigaciones en el rol de los ecosistemas costeros vegetales ha subrayado su potencial como sumideros de carbono altamente eficientes, y ha llevado al reconocimiento científico del "carbono azul".[2]​ El "carbono azul" se refiere al carbono que se fija a través de los ecosistemas oceánicos costeros, a diferencia del carbono que se secuestra a través de los ecosistemas tradicionales terrestres, como los bosques. Aunque los hábitats vegetados de los océanos cubren menos del 0.5% del relieve oceánico, son responsables por más del 50%, y potencialmente hasta el 70%, de todo el secuestro de carbono en los sedimentos oceánicos. Los manglares, las marismas salinas, los pantanos, las turberas y las praderas marinas conforman la mayoría de los hábitats vegetados del océanos pero solamente equivalen al 0.05% de la biomasa vegetal en la tierra. A pesar de su pequeña huella, pueden capturar una suma anual de carbono comparable y son sumideros de carbono altamente eficientes. Las praderas marinas, los manglares y las marismas salinas pueden capturar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera secuestrando el C en sus sedimentos subyacentes, en la biomasa subterránea y bajo tierra, y en la biomasa muerta.[3]​

En la biomasa vegetal, como hojas, tallos, ramas o raíces, el carbono azul puede ser secuestrado por años o décadas, y por miles o millones de años en sedimentos vegetales subyacentes. Las estimaciones actuales de la capacidad de enterramiento de carbono azul C a largo plazo son variables, y el tema continúa siendo investigado.[3]​ Aunque los ecosistemas costeros con vegetación cubren menos área y tienen menos biomasa aérea que las plantas terrestres, tienen el potencial de afectar el secuestro de C a largo plazo, particularmente en sumideros de sedimentos.[2]​

Una de las principales preocupaciones con el carbono azul es que la tasa de pérdida de estos importantes ecosistemas marinos es mucho mayor que la de cualquier otro ecosistema del planeta, incluso en comparación con los bosques lluviosos. Las estimaciones actuales sugieren una pérdida de 2-7% por año. Esto significa que los ecosistemas marinos están perdiendo su capacidad de capturar carbono y también perdiendo el hábitat. Este hábitat es importante para el manejo del clima, la protección costera y la salud.

Tipos de ecosistemas de carbono azul

Pastos marinos

 
Pasto marino en el embarcadero de Rapid Bay, Australia del Sur

Los pastos marinos son un grupo de unas 60 especies de angiospermas que se han adaptado a la vida acuática y pueden crecer en praderas a lo largo de las costas de todos los continentes, excepto en la Antártida.[4]​ Las praderas marinas se forman en profundidades máximas de hasta 50 m, dependiendo de la calidad del agua y la disponibilidad de luz, y pueden incluir hasta 12 especies diferentes en un prado. Estas praderas marinas son hábitats altamente productivos que brindan muchos servicios ecosistémicos, incluida la estabilización de sedimentos, el hábitat y la biodiversidad, una mejor calidad del agua y el secuestro de carbono y nutrientes.[5]​ El área actual documentada de pastos marinos es 177,000km², pero se cree que subestima el área total ya que muchas áreas con grandes praderas de pastos marinos no se han documentado a fondo. Las estimaciones más comunes son de 300,000 a 600,000   km 2, con hasta 4,320,000   km 2 hábitat de pastos marinos adecuado en todo el mundo. [6]​ Aunque el pasto marino representa solo el 0.1% del área del fondo del océano, representa aproximadamente el 10-18% del entierro total de carbono oceánico. [7]​ Actualmente, se estima que las praderas de pastos marinos globales almacenan hasta 19.9 Pg (gigatones, o mil millones de toneladas) de carbono orgánico. El carbono se acumula principalmente en los sedimentos marinos, que son anóxicos y, por lo tanto, preservan continuamente el carbono orgánico de las escalas de tiempo decenal-milenario. Las altas tasas de acumulación, bajo oxígeno, baja conductividad de sedimentos y tasas de descomposición microbiana más lentas fomentan el entierro de carbono y la acumulación de carbono en estos sedimentos costeros. En comparación con los hábitats terrestres que pierden reservas de carbono como CO 2 durante la descomposición o por disturbios como incendios o deforestación, los sumideros de carbono marinos pueden retener C por períodos de tiempo mucho más largos. Las tasas de secuestro de carbono en los prados de pastos marinos varían según las especies, las características del sedimento y la profundidad de los hábitats, pero en promedio la tasa de entierro de carbono es de aproximadamente 138 g C m −2 año −1 . [3]​ Los hábitats de pastos marinos están amenazados por la eutrofización costera, el aumento de la temperatura del agua de mar, aumento de la sedimentación y el desarrollo costero, y el aumento del nivel del mar que puede disminuir la disponibilidad de luz para la fotosíntesis . La pérdida de pastos marinos se ha acelerado en las últimas décadas, de 0.9% por año antes de 1940 a 7% por año en 1990, con aproximadamente 1/3 de pérdida global desde la Segunda Guerra Mundial. [8]​ Los científicos fomentan la protección y la investigación continua de estos ecosistemas para el almacenamiento de carbono orgánico, hábitat valioso y otros servicios ecosistémicos.

Manglares

 
Bosque de manglar en el parque nacional Everglades, Florida

Los manglares son halófilas leñosas que forman bosques intermareales y brindan muchos servicios ecosistémicos importantes que incluyen protección costera, criaderos de peces y crustáceos costeros, productos forestales, recreación, filtración de nutrientes y secuestro de carbono.[9]​ Los manglares se encuentran en 105 países, así como en las áreas administrativas especiales de China (Hong Kong y Macao), las cuatro provincias francesas de ultramar de Martinica, Guayana, Guadalupe y Mayotte y el área disputada de Somalilandia. Crecen a lo largo de las costas en aguas subtropicales y tropicales, dependiendo principalmente de la temperatura, pero también varían con la precipitación, las mareas, las olas y el flujo de agua.[10]​ Debido a que crecen en la intersección entre la tierra y el mar, tienen componentes semi-terrestres y marinos, que incluyen adaptaciones únicas que incluyen raíces aéreas, embriones vivíparos y mecanismos de retención de nutrientes altamente eficientes.[11]​ A nivel mundial, los manglares almacenaron 4,19 ± 0,62 Pg (IC 95%) de carbono en 2012, con Indonesia, Brasil, Malasia y Papua Nueva Guinea representando más del 50% del stock mundial.[12]​ 2.96 ± 0.53 Pg del stock global de carbono está contenido dentro del suelo y 1.23 ± 0.06 Pg en la biomasa viva.[13]​ De este 1.23 Pg, aproximadamente 0.41 ± 0.02 Pg está en la biomasa subterránea en el sistema radicular y aproximadamente 0.82 ± 0.04 Pg está en la biomasa viva sobre el suelo [14]​

La cobertura mundial del dosel de manglar se estima entre 83,495 km² y 167.387 km² en 2012 con Indonesia que contiene aproximadamente el 30% de toda la superficie mundial de bosques de manglares.[15]​ Los manglares son responsables de aproximadamente el 10% del entierro global de carbono,[16]​ con una tasa de entierro de carbono estimada de 174 g C m −2 año −1.[11]​ Los manglares, como los pastos marinos, tienen el potencial de altos niveles de secuestro de carbono. Representan el 3% del secuestro global de carbono por parte de los bosques tropicales y el 14% del entierro de carbono del océano costero global.[10]​ Los manglares se ven perturbados naturalmente por inundaciones, tsunamis, tormentas costeras como ciclones y huracanes, rayos, enfermedades y plagas, y cambios en la calidad o temperatura del agua. Aunque son resistentes a muchas de estas perturbaciones naturales, son muy susceptibles a los impactos humanos, incluidos el desarrollo urbano, la acuicultura, la minería y la sobreexplotación de mariscos, crustáceos, peces y madera.[17]​ Los manglares proporcionan servicios ecosistémicos de importancia mundial y secuestro de carbono y, por lo tanto, son un hábitat importante para conservar y reparar cuando sea posible.

Pantanos

 
Marisma en Hilton Head

Los pantanos, ecosistemas intermareales dominados por vegetación herbácea, se pueden encontrar globalmente en las costas desde el ártico hasta los subtropicales. En los trópicos, los pantanos son reemplazados por manglares como la vegetación costera dominante. [18]​ Los pantanos tienen una alta productividad, con una gran parte de la producción primaria en biomasa subterránea. Esta biomasa subterránea puede formar depósitos de hasta 8 m de profundidad. Las marismas proporcionan un valioso hábitat para plantas, aves y peces juveniles, protegen el hábitat costero de las marejadas e inundaciones, y pueden reducir la carga de nutrientes en las aguas costeras.[19]​ De manera similar a los hábitats de manglares y pastos marinos, los pantanos también sirven como sumideros de carbono importantes. Los pantanos secuestran carbono en la biomasa subterránea debido a las altas tasas de sedimentación orgánica y la descomposición dominada anaeróbica.[20]​ los pantanos cubren aproximadamente 22,000 a 400,000 km 2 a nivel mundial, con una tasa de entierro de carbono estimada de 210 g C m −2 año −1 . Los pantanos han sido impactadas por los humanos durante siglos, incluida la modificación del pastoreo, la producción de heno, la recuperación de la agricultura, el desarrollo y los puertos, los estanques de evaporación para la producción de sal, la modificación de la acuicultura, el control de insectos, el poder de las mareas y la protección contra inundaciones.[21]​ Los pantanos también son susceptibles a la contaminación por petróleo, productos químicos industriales, como pesticidas, y, más comúnmente, a la eutrofización. Las especies introducidas, el aumento del nivel del mar, el embalse de los ríos y la disminución de la sedimentación son cambios adicionales a largo plazo que afectan el hábitat de los pantanos y, a su vez, pueden afectar el potencial de secuestro de carbono. [22]​

Algas

Tanto macroalgas como microalgas están siendo investigadas como posibles medios de secuestro de carbono. [23]​ Debido a que las algas carecen de la compleja lignina asociada con las plantas terrestres, el carbono de las algas se libera a la atmósfera más rápidamente que el carbono capturado en la tierra.[24]​[25]​ Las algas se han propuesto como para el almacenamiento de carbono a corto plazo que se puede utilizar como materia prima para la producción de diversos combustibles biogénicos. Las microalgas a menudo se presentan como una materia prima potencial para la producción de biodiésel y biometano neutro en carbono debido a su alto contenido de lípidos.[26]​ Las macroalgas, por otro lado, no tienen un alto contenido de lípidos y tienen un potencial limitado como materia prima de biodiésel, aunque aún pueden usarse como materia prima para la generación de otros biocombustibles. Las macroalgas también se han investigado como materia prima para la producción de carbón vegetal. El carbón vegetal producido a partir de macroalgas tiene más nutrientes agrícolas que el producido a partir de fuentes terrestres.[27]​ Otro enfoque novedoso para la captura de carbono que utiliza algas es el Sistema Integrado de Captura de Carbono y Producción de Algas a base de Bicarbonato (BICCAPS) desarrollado por una colaboración entre la Universidad Estatal de Washington en los Estados Unidos y la Universidad Dalian Ocean en China. Muchas especies de cianobacterias, microalgas y macroalgas pueden utilizar carbonato como fuente de carbono para la fotosíntesis. En el BICCAPS, las microalgas alcalinas utilizan carbono capturado de los gases de combustión en forma de bicarbonato.[28]​[29]​ En Corea del Sur, las macroalgas se han utilizado como parte de un programa de mitigación del cambio climático. El país ha establecido el Cinturón de eliminación de CO2 Costero (CCRB, por sus siglas en inglés) que está compuesto de ecosistemas artificiales y naturales. El objetivo es capturar carbono utilizando grandes áreas de bosque de algas marinas.[30]​

Restauración del ecosistema

La restauración de manglares, praderas de pastos marinos, pantanos y algas ha sido implementada en muchos países. Estos ecosistemas restaurados tienen el potencial de actuar como sumideros de carbono. Se descubrió que los prados de pastos marinos restaurados comenzaron a secuestrar carbono en los sedimentos en aproximadamente cuatro años. Este fue el tiempo necesario para que el prado alcanzara una densidad de brotes suficiente para causar la deposición de sedimentos. [31]​ De manera similar, las plantaciones de manglares en China mostraron tasas de sedimentación más altas que las tierras áridas y tasas de sedimentación más bajas que los bosques de manglares ya establecidos. Se cree que este patrón en la tasa de sedimentación es una función de la corta edad de la plantación y la menor densidad de vegetación. [32]​

Estequiometría de los nutrientes de pastos marinos

Los nutrientes primarios que determinan el crecimiento de la hierba marina son carbono (C), nitrógeno (N), fósforo (P) y luz para la fotosíntesis. El nitrógeno y el fósforo se pueden adquirir del agua de los sedimentos porosos o de la columna de agua, y los pastos marinos pueden absorber N tanto en forma de amonio (NH 4+ ) como de nitrato (NO 3− ).[24]​

Varios estudios de todo el mundo han encontrado que existe un amplio rango en las concentraciones de C, N y P en pastos marinos dependiendo de sus especies y factores ambientales. Por ejemplo, las plantas recolectadas de ambientes con alto contenido de nutrientes tenían relaciones C: N y C: P más bajas que las plantas recolectadas de ambientes con bajo contenido de nutrientes. La estequiometría de algas marinas no sigue la proporción de Redfield comúnmente utilizada como un indicador de disponibilidad de nutrientes para el crecimiento del fitoplancton. De hecho, varios estudios de todo el mundo han encontrado que la proporción de C: N: P en los pastos marinos puede variar significativamente dependiendo de su especie, disponibilidad de nutrientes u otros factores ambientales. Dependiendo de las condiciones ambientales, los pastos marinos pueden ser P-limitados o N-limitados. [33]​

Un estudio temprano de la estequiometría de algas marinas sugirió que la relación de Redfield equilibrada entre N y P para los pastos marinos es de aproximadamente 30: 1. [25]​ Sin embargo, las concentraciones de N y P no están estrictamente correlacionadas, lo que sugiere que los pastos marinos pueden adaptar su absorción de nutrientes en función de la disponibilidad de nutrientes en el medio ambiente. Por ejemplo, los pastos marinos de praderas fertilizadas con excremento de aves han mostrado una mayor proporción de fosfato que las praderas no fertilizadas. Alternativamente, los pastos marinos en ambientes con mayores tasas de carga y diagénesis de materia orgánica suministran más P, lo que conduce a la limitación de N. La disponibilidad de P en T. testudinum es el nutriente limitante. La distribución de nutrientes en T. testudinum oscila entre 29.4-43.3% C, 0.88-3.96% N y 0.048-0.243% P. Esto equivale a una relación media de 24.6 C: N, 937.4 C: P y 40.2 N: P . Esta información también se puede utilizar para caracterizar la disponibilidad de nutrientes de una bahía u otro cuerpo de agua (que es difícil de medir directamente) mediante el muestreo de los pastos marinos que viven allí. [22]​

La disponibilidad de luz es otro factor que puede afectar la estequiometría de nutrientes de los pastos marinos. La limitación de nutrientes solo puede ocurrir cuando la energía fotosintética hace que los pastos crezcan más rápido que la entrada de nuevos nutrientes. Por ejemplo, los ambientes con poca luz tienden a tener una relación C: N más baja. [22]​ Alternativamente, los ambientes con alto contenido de N pueden tener un efecto negativo indirecto en el crecimiento de los pastos marinos al promover el crecimiento de algas que reducen la cantidad total de luz disponible.[18]​

La variabilidad de nutrientes en los pastos marinos impacta en el manejo de aguas residuales en ambientes costeros. Las altas cantidades de descarga de nitrógeno antropogénico podrían causar eutrofización en ambientes previamente limitados en N, lo que provocaría condiciones hipóxicas en el prado de algas marinas y afectaría la capacidad de carga de ese ecosistema. [22]​

Un estudio de deposición anual de C, N y P de praderas de pastos marinos de P. Oceanica en el noreste de España encontró que el prado secuestraba 198 g de C m-2 año-1, 13.4 g de N m-2 año-1 y 2.01 g P m-2 año-1 en el sedimento. La remineralización posterior del carbono de los sedimentos debido a la respiración devolvió aproximadamente el 8% del carbono secuestrado, o 15,6 g de C m-2 año -1. [29]​

Distribución y disminución de los ecosistemas de carbono azul

 
Distribución global del carbono azul.[34]​

Los pastos marinos, los manglares y los pantanos son tipos de hábitats costeros con vegetación que cubren aproximadamente 49 millones de hectáreas en todo el mundo. [34]​ Los ecosistemas de pastos marinos van desde las regiones polares a las tropicales, los manglares se encuentran en los ecosistemas tropicales y subtropicales y las marismas se encuentran en su mayoría en regiones templadas, como en la costa este de los Estados Unidos. A medida que los hábitats que secuestran carbono se alteran y disminuyen, esa cantidad almacenada de C se libera a la atmósfera, continuando la tasa acelerada actual de cambio climático. Los impactos en estos hábitats a nivel mundial liberarán directa e indirectamente el carbono previamente almacenado, que había sido secuestrado en los sedimentos de estos hábitats. La disminución de los hábitats costeros con vegetación se observa en todo el mundo. Los ejemplos observados en los manglares se deben a la limpieza de los estanques de camarones, como es el caso de Indonesia, mientras que en los pastos marinos existen causas naturales debido a los patógenos y pueden verse exacerbados por los efectos antropogénicos. Las tasas cuantitativas de disminución son difíciles de calcular. Sin embargo, los investigadores estiman que si los ecosistemas de carbono azul continúan disminuyendo, por cualquier razón, 30-40% de las marismas y pastos marinos y aproximadamente el 100% de los manglares podrían desaparecer en el próximo siglo.

La disminución de las hierbas marinas se debe a una serie de factores, como la sequía, los problemas de calidad del agua, las prácticas agrícolas, las especies invasoras, los patógenos, la pesca y el cambio climático.[35]​ Más del 35% del hábitat global de manglares permanece intacto. Las disminuciones en el hábitat se deben a la represa de los ríos, la limpieza de la acuicultura, la sobrepesca y el cambio climático, según el Fondo Mundial para la Naturaleza. [36]​ Casi el 16% de los manglares evaluados por la UICN están en la Lista Roja de la UICN. Debido al desarrollo urbano e industrial y otras causas, 1 de cada 6 manglares en todo el mundo están en peligro de extinción.[37]​ Las presas amenazan los hábitats al disminuir la cantidad de agua dulce que llega a los manglares. La destrucción de los arrecifes de coral también juega un papel en la salud del hábitat de los manglares, ya que los arrecifes disminuyen la energía de las olas a un nivel que los manglares son más tolerantes.

Los pantanos pueden no ser expansivos en todo el mundo en relación con los bosques, pero tienen una tasa de entierro de C que es más de 50 veces más rápida que las selvas tropicales. Las tasas de entierro se han estimado en hasta 87.2 ± 9.6 Tg C año-1, que es mayor que la de los bosques tropicales, 53 ± 9.6 Tg C año-1. [38]​ Desde el siglo XIX, los pantanos se han visto perturbados debido al desarrollo y la falta de comprensión de su importancia. Las consecuencias de la degradación del hábitat de los pantanos son una disminución en el stock de C en los sedimentos, una disminución en la biomasa vegetal y, por lo tanto, una disminución en la fotosíntesis que reduce la cantidad de CO2 absorbido por las plantas, la falla de C en las hojas de las plantas para ser transferidas al sedimento, la posible aceleración de los procesos erosivos debido a la falta de biomasa de las plantas y la aceleración de la liberación de C enterrado a la atmósfera.

Las razones para la disminución de manglares, pastos marinos y pantanos incluyen cambios en el uso de la tierra, efectos relacionados con el clima y la sequía, represas construidas en la cuenca, convergencia a la acuicultura y la agricultura, desarrollo de la tierra y aumento del nivel del mar debido al cambio climático. Los aumentos en estas actividades pueden conducir a disminuciones significativas en el hábitat disponible y, por lo tanto, aumentos en la liberación de C de los sedimentos. A medida que aumentan los efectos antropogénicos y el cambio climático, la eficacia de los sumideros de carbono azul disminuirá y las emisiones de CO2 aumentarán aún más. La pérdida de biomasa subterránea (raíces y rizomas) generará que se emita CO2 transformando estos hábitats en fuentes de carbono, en vez de secuestradores de carbono.[38]​

Sedimentación y entierro de carbono azul

El carbono orgánico solo es secuestrado por el sistema oceánico si llega al fondo del mar y queda cubierto por una capa de sedimento. Los niveles reducidos de oxígeno en ambientes enterrados significan que las pequeñas bacterias que comen materia orgánica y respiran CO2 no pueden descomponer el carbono, por lo que se elimina del sistema de forma permanente. La materia orgánica que se hunde pero no está enterrada por una capa de sedimento suficientemente profunda está sujeta a resuspensión al cambiar las corrientes oceánicas, la bioturbación por organismos que viven en la capa superior de sedimentos marinos y la descomposición por bacterias heterotróficas. Si se produce alguno de estos procesos, el carbono orgánico se libera nuevamente en el sistema. El secuestro de carbono tiene lugar solo si las tasas de enterramiento por sedimento son mayores que las tasas de erosión, bioturbación y descomposición a largo plazo. [18]​ [39]​

Variabilidad espacial en la sedimentación

La sedimentación es la velocidad a la que la materia particulada flotante o suspendida se hunde y se acumula en el fondo del océano. Cuanto más rápida (más enérgica) sea la corriente, más sedimento puede recoger. A medida que las corrientes cargadas de sedimentos disminuyen, las partículas de la suspensión caen y descansan en el fondo del mar. Una corriente rápida puede recoger muchos granos pesados, mientras que una corriente lenta puede recoger solo pequeñas piezas. Diferentes puntos en el océano varían drásticamente cuando se trata de la cantidad de sedimento suspendido y la tasa de deposición. [39]​

Mar abierto

El océano abierto tiene tasas de sedimentación muy bajas porque la mayoría de los sedimentos que llegan hasta aquí son transportados por el viento. El transporte eólico representa solo una pequeña fracción de la entrega total de sedimentos a los océanos. Además, hay mucha menos vida vegetal y animal viviendo en el océano abierto que podría ser enterrado. Por lo tanto, las tasas de entierro de carbono son relativamente lentas en el océano abierto.[40]​

Márgenes costeros

Los márgenes costeros tienen altas tasas de sedimentación debido a la entrada de sedimentos por los ríos, que representan la gran mayoría de la entrega de sedimentos al océano. En la mayoría de los casos, los sedimentos se depositan cerca de la desembocadura del río o se transportan a lo largo de la costa debido al forzamiento de las olas. En algunos lugares, el sedimento cae en los cañones submarinos y se transporta fuera de la plataforma, si el cañón es lo suficientemente grande o la plataforma es estrecha. Los márgenes costeros también contienen especies marinas diversas y abundantes, especialmente en lugares que experimentan afloramientos periódicos. Más vida marina combinada con mayores tasas de sedimentación en los márgenes costeros crea puntos críticos para el entierro de carbono.[18]​[41]​

Cañones Submarinos

Los cañones submarinos son imanes para los sedimentos, ya que a medida que las corrientes transportan sedimentos en la plataforma en dirección a lo largo de la costa, el camino de la corriente cruza los cañones perpendicularmente. Cuando la misma cantidad de flujo de agua se encuentra repentinamente en aguas mucho más profundas, el agua se ralentiza y deposita sedimentos. Debido al ambiente de depósito extremo, las tasas de entierro de carbono en el Cañón de Nazare, cerca de Portugal, son 30 veces mayores que la pendiente continental adyacente. Este cañón solo representa aproximadamente el 0.03% del entierro global de carbono orgánico terrestre en sedimentos marinos. Esto puede no parecer mucho, pero el cañón submarino de Nazarre solo representa el 0,0001% del área del fondo oceánico del mundo.[40]​

Cambios humanos en los sistemas sedimentarios globales

Los humanos han estado modificando los ciclos de sedimentos a gran escala durante miles de años a través de una serie de mecanismos.

El efecto neto de los humanos sobre el ciclo sedimentario global es una reducción drástica en la cantidad de sedimento que llega al océano. La construcción de presas y la canalización de ríos genera una serie de problemas en las áreas costeras, incluyendo deltas que se hunden, playas cada vez más pequeñas y marismas salados que desaparecen. Además, es posible que se arruine la capacidad de los márgenes costeros para enterrar carbono azul.[42]​ La destrucción de la capacidad de secuestrar carbono azul por parte de los ecosistemas costeros acelerará el cambio climático. [43]​

Agricultura / desmonte

Artículos principales: Impacto ambiental de la agricultura y Deforestación.

El primer cambio importante en el ciclo sedimentario global ocurrió cuando los humanos comenzaron a deforestar para cultivar. En un ecosistema natural, las raíces de las plantas mantienen el sedimento en su lugar cuando llueve. Los árboles y arbustos reducen la cantidad de lluvia que afecta la tierra y crean obstáculos por los que deben fluir los arroyos del bosque. Cuando se elimina toda la vegetación, la lluvia impacta directamente sobre la tierra, no hay raíces para aferrarse al sedimento, y no hay nada que impida que la corriente fregue los bancos a medida que fluye hacia abajo. Debido a esto, el desmonte provoca un aumento en las tasas de erosión en comparación con un sistema natural.

Represas

Las primeras represas datan de 3000 AC y fueron construidas para controlar las aguas de inundación para la agricultura. Cuando el flujo del río cargado de sedimentos llega al embalse de una presa, el agua se ralentiza a medida que se acumula. Como el agua más lenta no puede transportar tanto sedimento, prácticamente todo el sedimento se cae de la suspensión antes de que el agua pase a través de la presa. El resultado es que la mayoría de las represas atrapan los sedimentos. Además, el uso de represas para el control de inundaciones reduce la capacidad de los canales aguas abajo para producir sedimentos. Dado que la gran mayoría de la sedimentación ocurre durante las inundaciones más grandes, la frecuencia e intensidad reducidas de los flujos similares a las inundaciones pueden cambiar drásticamente las tasas de producción. Durante miles de años hubo muy pocas represas para tener un impacto significativo en los ciclos sedimentarios mundiales, a excepción de los impactos locales en algunos deltas de ríos como el Nilo, que fueron significativos. Sin embargo, la popularización de la energía hidroeléctrica en el siglo pasado ha provocado un enorme auge en la construcción de represas. Actualmente, solo un tercio de los ríos más grandes del mundo fluyen sin obstáculos hacia el océano. [44]​

Canalización

En un sistema natural, las orillas de un río serpentean de un lado a otro a medida que los diferentes canales se erosionan, se acrecientan, se abren o se cierran. Las inundaciones estacionales abruman regularmente las riberas de los ríos y depositan nutrientes en las llanuras de inundación adyacentes. Estos servicios son esenciales para los ecosistemas naturales, pero pueden ser problemáticos para los humanos, debido a la construcción de infraestructura y desarrollo urbano en cercanía a los ríos. Para ello, los ríos en áreas pobladas a menudo se canalizan, lo que significa que sus orillas y, a veces, los lechos están blindados con un material duro, como rocas u hormigón, que evita la erosión y fija la corriente en su lugar. Esto inhibe la sedimentación porque queda mucho menos sustrato blando para que el río lo lleve aguas abajo.

Otros factores que influyen en las tasas de secuestro del carbono azul

Densidad de la vegetación

La densidad de la vegetación en los manglares, praderas de pastos marinos y pantanos es un factor importante en las tasas de entierro de carbono. La densidad de la vegetación debe ser suficiente para cambiar los flujos de agua lo suficiente como para reducir la erosión y aumentar la deposición de sedimentos.[45]​

Carga de nutrientes

Se han observado aumentos en la captura y el secuestro de carbono en los ecosistemas de manglares y pastos marinos que han sido sometidos a altas cargas de nutrientes, ya sea intencionalmente o debido a los desechos de las actividades humanas.[23]​ La fertilización intencional se ha utilizado en la restauración de praderas de pastos marinos. Se instalan perchas para aves marinas en el prado y los excrementos de aves son la fuente de fertilizante. La fertilización permite que las variedades de pastos marinos de rápido crecimiento se establezcan y crezcan. La composición de especies de estos prados es notablemente diferente a la pradera original de pastos marinos, aunque después de que el prado se ha restablecido y la fertilización ha terminado, los prados vuelven a una composición que se asemeja más a una pradera no perturbada. [46]​ La investigación realizada en suelos de manglar del Mar Rojo ha demostrado que los aumentos en las cargas de nutrientes a estos suelos no aumentan la mineralización de carbono y la posterior liberación de CO2. [47]​ No se encontró que este efecto neutral de la fertilización sea cierto en todos los tipos de bosques de manglar. Las tasas de captura de carbono también aumentaron en estos bosques debido a las mayores tasas de crecimiento de los manglares. En los bosques con aumentos en la respiración también hubo aumentos en el crecimiento de los manglares de hasta seis veces la tasa normal. [25]​

Geoingenería y carbono azul

Un estudio del Departamento de Energía de los Estados Unidos de 2001 propuso replicar un proceso natural de secuestro de carbono en el océano mediante la combinación de agua rica en gas CO 2 con carbonato [CO −
3 <br> −
3 ] para producir un bicarbonato [HCO −
3 <br> −
3 ] lodo. En la práctica, el proceso de ingeniería podría implicar la hidratación de la CO2 del gas de combustión planta de energía y en funcionamiento a través de un lecho poroso de piedra caliza para 'fijar' el carbono en una saturado solución de bicarbonato. Esta solución podría depositarse en el mar para hundirse en el océano profundo. Se estimó que el costo de este proceso, desde la captura hasta el entierro en el océano, oscilaba entre U$D90 y U$D180 por tonelada de CO2 y dependía en gran medida de la distancia requerida para transportar piedra caliza, agua de mar y la solución de bicarbonato resultante.

Los beneficios esperados de la producción de bicarbonato sobre la inyección directa de CO2 serían un cambio significativamente menor en la acidez de los océanos y una escala de tiempo más larga para el entierro antes de que el carbono capturado vuelva a la atmósfera. [48]​

Referencias

  1. Nellemann, Christian et al. (2009): Blue Carbon. The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon. A Rapid Response Assessment. Arendal, Norway: UNEP/GRID-Arendal
  2. ↑ Nelleman, C. . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. 
  3. ↑ McLeod, E. «A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2». 
  4. Duarte, CM (2011). «Assessing the capacity of seagrass meadows for carbon burial: current limitations and future strategies.». Ocean Coastal Management. 
  5. Greiner, Jill (2013). «Seagrass restoration enhances "blue carbon" sequestration in coastal waters». PLOS ONE 8 (8): e72469. PMC 3743776. PMID 23967303. doi:10.1371/journal.pone.0072469. 
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  9. Bouillon, Steven (2008). «Mangrove production and carbon sinks: a revision of global budget estimates». Global Biogeochemical Cycles 22 (2): n/a. Bibcode:2008GBioC..22.2013B. doi:10.1029/2007gb003052. 
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Enlaces externos

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Noviembre 24, 2021
carbono, azul, carbono, azul, carbono, capturado, ecosistemas, oceánicos, costeros, mundo, principalmente, manglares, marismas, salinas, pantanos, praderas, marinas, turberas, potencialmente, macroalgas, ciclo, carbono, históricamente, océano, atmósfera, suelo. El carbono azul es el carbono capturado por los ecosistemas oceanicos costeros del mundo principalmente manglares marismas salinas pantanos praderas marinas turberas y potencialmente macroalgas 1 Ciclo del carbono Historicamente el oceano la atmosfera el suelo y los ecosistemas forestales han sido los sumideros mas grandes de carbono natural C Nuevas investigaciones en el rol de los ecosistemas costeros vegetales ha subrayado su potencial como sumideros de carbono altamente eficientes y ha llevado al reconocimiento cientifico del carbono azul 2 El carbono azul se refiere al carbono que se fija a traves de los ecosistemas oceanicos costeros a diferencia del carbono que se secuestra a traves de los ecosistemas tradicionales terrestres como los bosques Aunque los habitats vegetados de los oceanos cubren menos del 0 5 del relieve oceanico son responsables por mas del 50 y potencialmente hasta el 70 de todo el secuestro de carbono en los sedimentos oceanicos Los manglares las marismas salinas los pantanos las turberas y las praderas marinas conforman la mayoria de los habitats vegetados del oceanos pero solamente equivalen al 0 05 de la biomasa vegetal en la tierra A pesar de su pequena huella pueden capturar una suma anual de carbono comparable y son sumideros de carbono altamente eficientes Las praderas marinas los manglares y las marismas salinas pueden capturar el dioxido de carbono CO2 de la atmosfera secuestrando el C en sus sedimentos subyacentes en la biomasa subterranea y bajo tierra y en la biomasa muerta 3 En la biomasa vegetal como hojas tallos ramas o raices el carbono azul puede ser secuestrado por anos o decadas y por miles o millones de anos en sedimentos vegetales subyacentes Las estimaciones actuales de la capacidad de enterramiento de carbono azul C a largo plazo son variables y el tema continua siendo investigado 3 Aunque los ecosistemas costeros con vegetacion cubren menos area y tienen menos biomasa aerea que las plantas terrestres tienen el potencial de afectar el secuestro de C a largo plazo particularmente en sumideros de sedimentos 2 Una de las principales preocupaciones con el carbono azul es que la tasa de perdida de estos importantes ecosistemas marinos es mucho mayor que la de cualquier otro ecosistema del planeta incluso en comparacion con los bosques lluviosos Las estimaciones actuales sugieren una perdida de 2 7 por ano Esto significa que los ecosistemas marinos estan perdiendo su capacidad de capturar carbono y tambien perdiendo el habitat Este habitat es importante para el manejo del clima la proteccion costera y la salud Indice 1 Tipos de ecosistemas de carbono azul 1 1 Pastos marinos 1 2 Manglares 1 3 Pantanos 1 4 Algas 2 Restauracion del ecosistema 3 Estequiometria de los nutrientes de pastos marinos 4 Distribucion y disminucion de los ecosistemas de carbono azul 5 Sedimentacion y entierro de carbono azul 5 1 Variabilidad espacial en la sedimentacion 5 1 1 Mar abierto 5 1 2 Margenes costeros 5 1 3 Canones Submarinos 5 2 Cambios humanos en los sistemas sedimentarios globales 5 2 1 Agricultura desmonte 5 2 2 Represas 5 2 3 Canalizacion 6 Otros factores que influyen en las tasas de secuestro del carbono azul 6 1 Densidad de la vegetacion 6 2 Carga de nutrientes 7 Geoingeneria y carbono azul 8 Referencias 9 Enlaces externosTipos de ecosistemas de carbono azul EditarPastos marinos Editar Pasto marino en el embarcadero de Rapid Bay Australia del Sur Los pastos marinos son un grupo de unas 60 especies de angiospermas que se han adaptado a la vida acuatica y pueden crecer en praderas a lo largo de las costas de todos los continentes excepto en la Antartida 4 Las praderas marinas se forman en profundidades maximas de hasta 50 m dependiendo de la calidad del agua y la disponibilidad de luz y pueden incluir hasta 12 especies diferentes en un prado Estas praderas marinas son habitats altamente productivos que brindan muchos servicios ecosistemicos incluida la estabilizacion de sedimentos el habitat y la biodiversidad una mejor calidad del agua y el secuestro de carbono y nutrientes 5 El area actual documentada de pastos marinos es 177 000km pero se cree que subestima el area total ya que muchas areas con grandes praderas de pastos marinos no se han documentado a fondo Las estimaciones mas comunes son de 300 000 a 600 000 km 2 con hasta 4 320 000 km 2 habitat de pastos marinos adecuado en todo el mundo 6 Aunque el pasto marino representa solo el 0 1 del area del fondo del oceano representa aproximadamente el 10 18 del entierro total de carbono oceanico 7 Actualmente se estima que las praderas de pastos marinos globales almacenan hasta 19 9 Pg gigatones o mil millones de toneladas de carbono organico El carbono se acumula principalmente en los sedimentos marinos que son anoxicos y por lo tanto preservan continuamente el carbono organico de las escalas de tiempo decenal milenario Las altas tasas de acumulacion bajo oxigeno baja conductividad de sedimentos y tasas de descomposicion microbiana mas lentas fomentan el entierro de carbono y la acumulacion de carbono en estos sedimentos costeros En comparacion con los habitats terrestres que pierden reservas de carbono como CO 2 durante la descomposicion o por disturbios como incendios o deforestacion los sumideros de carbono marinos pueden retener C por periodos de tiempo mucho mas largos Las tasas de secuestro de carbono en los prados de pastos marinos varian segun las especies las caracteristicas del sedimento y la profundidad de los habitats pero en promedio la tasa de entierro de carbono es de aproximadamente 138 g C m 2 ano 1 3 Los habitats de pastos marinos estan amenazados por la eutrofizacion costera el aumento de la temperatura del agua de mar aumento de la sedimentacion y el desarrollo costero y el aumento del nivel del mar que puede disminuir la disponibilidad de luz para la fotosintesis La perdida de pastos marinos se ha acelerado en las ultimas decadas de 0 9 por ano antes de 1940 a 7 por ano en 1990 con aproximadamente 1 3 de perdida global desde la Segunda Guerra Mundial 8 Los cientificos fomentan la proteccion y la investigacion continua de estos ecosistemas para el almacenamiento de carbono organico habitat valioso y otros servicios ecosistemicos Manglares Editar Bosque de manglar en el parque nacional Everglades Florida Los manglares son halofilas lenosas que forman bosques intermareales y brindan muchos servicios ecosistemicos importantes que incluyen proteccion costera criaderos de peces y crustaceos costeros productos forestales recreacion filtracion de nutrientes y secuestro de carbono 9 Los manglares se encuentran en 105 paises asi como en las areas administrativas especiales de China Hong Kong y Macao las cuatro provincias francesas de ultramar de Martinica Guayana Guadalupe y Mayotte y el area disputada de Somalilandia Crecen a lo largo de las costas en aguas subtropicales y tropicales dependiendo principalmente de la temperatura pero tambien varian con la precipitacion las mareas las olas y el flujo de agua 10 Debido a que crecen en la interseccion entre la tierra y el mar tienen componentes semi terrestres y marinos que incluyen adaptaciones unicas que incluyen raices aereas embriones viviparos y mecanismos de retencion de nutrientes altamente eficientes 11 A nivel mundial los manglares almacenaron 4 19 0 62 Pg IC 95 de carbono en 2012 con Indonesia Brasil Malasia y Papua Nueva Guinea representando mas del 50 del stock mundial 12 2 96 0 53 Pg del stock global de carbono esta contenido dentro del suelo y 1 23 0 06 Pg en la biomasa viva 13 De este 1 23 Pg aproximadamente 0 41 0 02 Pg esta en la biomasa subterranea en el sistema radicular y aproximadamente 0 82 0 04 Pg esta en la biomasa viva sobre el suelo 14 La cobertura mundial del dosel de manglar se estima entre 83 495 km y 167 387 km en 2012 con Indonesia que contiene aproximadamente el 30 de toda la superficie mundial de bosques de manglares 15 Los manglares son responsables de aproximadamente el 10 del entierro global de carbono 16 con una tasa de entierro de carbono estimada de 174 g C m 2 ano 1 11 Los manglares como los pastos marinos tienen el potencial de altos niveles de secuestro de carbono Representan el 3 del secuestro global de carbono por parte de los bosques tropicales y el 14 del entierro de carbono del oceano costero global 10 Los manglares se ven perturbados naturalmente por inundaciones tsunamis tormentas costeras como ciclones y huracanes rayos enfermedades y plagas y cambios en la calidad o temperatura del agua Aunque son resistentes a muchas de estas perturbaciones naturales son muy susceptibles a los impactos humanos incluidos el desarrollo urbano la acuicultura la mineria y la sobreexplotacion de mariscos crustaceos peces y madera 17 Los manglares proporcionan servicios ecosistemicos de importancia mundial y secuestro de carbono y por lo tanto son un habitat importante para conservar y reparar cuando sea posible Pantanos Editar Marisma en Hilton Head Los pantanos ecosistemas intermareales dominados por vegetacion herbacea se pueden encontrar globalmente en las costas desde el artico hasta los subtropicales En los tropicos los pantanos son reemplazados por manglares como la vegetacion costera dominante 18 Los pantanos tienen una alta productividad con una gran parte de la produccion primaria en biomasa subterranea Esta biomasa subterranea puede formar depositos de hasta 8 m de profundidad Las marismas proporcionan un valioso habitat para plantas aves y peces juveniles protegen el habitat costero de las marejadas e inundaciones y pueden reducir la carga de nutrientes en las aguas costeras 19 De manera similar a los habitats de manglares y pastos marinos los pantanos tambien sirven como sumideros de carbono importantes Los pantanos secuestran carbono en la biomasa subterranea debido a las altas tasas de sedimentacion organica y la descomposicion dominada anaerobica 20 los pantanos cubren aproximadamente 22 000 a 400 000 km 2 a nivel mundial con una tasa de entierro de carbono estimada de 210 g C m 2 ano 1 Los pantanos han sido impactadas por los humanos durante siglos incluida la modificacion del pastoreo la produccion de heno la recuperacion de la agricultura el desarrollo y los puertos los estanques de evaporacion para la produccion de sal la modificacion de la acuicultura el control de insectos el poder de las mareas y la proteccion contra inundaciones 21 Los pantanos tambien son susceptibles a la contaminacion por petroleo productos quimicos industriales como pesticidas y mas comunmente a la eutrofizacion Las especies introducidas el aumento del nivel del mar el embalse de los rios y la disminucion de la sedimentacion son cambios adicionales a largo plazo que afectan el habitat de los pantanos y a su vez pueden afectar el potencial de secuestro de carbono 22 Algas Editar Tanto macroalgas como microalgas estan siendo investigadas como posibles medios de secuestro de carbono 23 Debido a que las algas carecen de la compleja lignina asociada con las plantas terrestres el carbono de las algas se libera a la atmosfera mas rapidamente que el carbono capturado en la tierra 24 25 Las algas se han propuesto como para el almacenamiento de carbono a corto plazo que se puede utilizar como materia prima para la produccion de diversos combustibles biogenicos Las microalgas a menudo se presentan como una materia prima potencial para la produccion de biodiesel y biometano neutro en carbono debido a su alto contenido de lipidos 26 Las macroalgas por otro lado no tienen un alto contenido de lipidos y tienen un potencial limitado como materia prima de biodiesel aunque aun pueden usarse como materia prima para la generacion de otros biocombustibles Las macroalgas tambien se han investigado como materia prima para la produccion de carbon vegetal El carbon vegetal producido a partir de macroalgas tiene mas nutrientes agricolas que el producido a partir de fuentes terrestres 27 Otro enfoque novedoso para la captura de carbono que utiliza algas es el Sistema Integrado de Captura de Carbono y Produccion de Algas a base de Bicarbonato BICCAPS desarrollado por una colaboracion entre la Universidad Estatal de Washington en los Estados Unidos y la Universidad Dalian Ocean en China Muchas especies de cianobacterias microalgas y macroalgas pueden utilizar carbonato como fuente de carbono para la fotosintesis En el BICCAPS las microalgas alcalinas utilizan carbono capturado de los gases de combustion en forma de bicarbonato 28 29 En Corea del Sur las macroalgas se han utilizado como parte de un programa de mitigacion del cambio climatico El pais ha establecido el Cinturon de eliminacion de CO2 Costero CCRB por sus siglas en ingles que esta compuesto de ecosistemas artificiales y naturales El objetivo es capturar carbono utilizando grandes areas de bosque de algas marinas 30 Restauracion del ecosistema EditarLa restauracion de manglares praderas de pastos marinos pantanos y algas ha sido implementada en muchos paises Estos ecosistemas restaurados tienen el potencial de actuar como sumideros de carbono Se descubrio que los prados de pastos marinos restaurados comenzaron a secuestrar carbono en los sedimentos en aproximadamente cuatro anos Este fue el tiempo necesario para que el prado alcanzara una densidad de brotes suficiente para causar la deposicion de sedimentos 31 De manera similar las plantaciones de manglares en China mostraron tasas de sedimentacion mas altas que las tierras aridas y tasas de sedimentacion mas bajas que los bosques de manglares ya establecidos Se cree que este patron en la tasa de sedimentacion es una funcion de la corta edad de la plantacion y la menor densidad de vegetacion 32 Estequiometria de los nutrientes de pastos marinos EditarLos nutrientes primarios que determinan el crecimiento de la hierba marina son carbono C nitrogeno N fosforo P y luz para la fotosintesis El nitrogeno y el fosforo se pueden adquirir del agua de los sedimentos porosos o de la columna de agua y los pastos marinos pueden absorber N tanto en forma de amonio NH 4 como de nitrato NO 3 24 Varios estudios de todo el mundo han encontrado que existe un amplio rango en las concentraciones de C N y P en pastos marinos dependiendo de sus especies y factores ambientales Por ejemplo las plantas recolectadas de ambientes con alto contenido de nutrientes tenian relaciones C N y C P mas bajas que las plantas recolectadas de ambientes con bajo contenido de nutrientes La estequiometria de algas marinas no sigue la proporcion de Redfield comunmente utilizada como un indicador de disponibilidad de nutrientes para el crecimiento del fitoplancton De hecho varios estudios de todo el mundo han encontrado que la proporcion de C N P en los pastos marinos puede variar significativamente dependiendo de su especie disponibilidad de nutrientes u otros factores ambientales Dependiendo de las condiciones ambientales los pastos marinos pueden ser P limitados o N limitados 33 Un estudio temprano de la estequiometria de algas marinas sugirio que la relacion de Redfield equilibrada entre N y P para los pastos marinos es de aproximadamente 30 1 25 Sin embargo las concentraciones de N y P no estan estrictamente correlacionadas lo que sugiere que los pastos marinos pueden adaptar su absorcion de nutrientes en funcion de la disponibilidad de nutrientes en el medio ambiente Por ejemplo los pastos marinos de praderas fertilizadas con excremento de aves han mostrado una mayor proporcion de fosfato que las praderas no fertilizadas Alternativamente los pastos marinos en ambientes con mayores tasas de carga y diagenesis de materia organica suministran mas P lo que conduce a la limitacion de N La disponibilidad de P en T testudinum es el nutriente limitante La distribucion de nutrientes en T testudinum oscila entre 29 4 43 3 C 0 88 3 96 N y 0 048 0 243 P Esto equivale a una relacion media de 24 6 C N 937 4 C P y 40 2 N P Esta informacion tambien se puede utilizar para caracterizar la disponibilidad de nutrientes de una bahia u otro cuerpo de agua que es dificil de medir directamente mediante el muestreo de los pastos marinos que viven alli 22 La disponibilidad de luz es otro factor que puede afectar la estequiometria de nutrientes de los pastos marinos La limitacion de nutrientes solo puede ocurrir cuando la energia fotosintetica hace que los pastos crezcan mas rapido que la entrada de nuevos nutrientes Por ejemplo los ambientes con poca luz tienden a tener una relacion C N mas baja 22 Alternativamente los ambientes con alto contenido de N pueden tener un efecto negativo indirecto en el crecimiento de los pastos marinos al promover el crecimiento de algas que reducen la cantidad total de luz disponible 18 La variabilidad de nutrientes en los pastos marinos impacta en el manejo de aguas residuales en ambientes costeros Las altas cantidades de descarga de nitrogeno antropogenico podrian causar eutrofizacion en ambientes previamente limitados en N lo que provocaria condiciones hipoxicas en el prado de algas marinas y afectaria la capacidad de carga de ese ecosistema 22 Un estudio de deposicion anual de C N y P de praderas de pastos marinos de P Oceanica en el noreste de Espana encontro que el prado secuestraba 198 g de C m 2 ano 1 13 4 g de N m 2 ano 1 y 2 01 g P m 2 ano 1 en el sedimento La remineralizacion posterior del carbono de los sedimentos debido a la respiracion devolvio aproximadamente el 8 del carbono secuestrado o 15 6 g de C m 2 ano 1 29 Distribucion y disminucion de los ecosistemas de carbono azul Editar Distribucion global del carbono azul 34 Los pastos marinos los manglares y los pantanos son tipos de habitats costeros con vegetacion que cubren aproximadamente 49 millones de hectareas en todo el mundo 34 Los ecosistemas de pastos marinos van desde las regiones polares a las tropicales los manglares se encuentran en los ecosistemas tropicales y subtropicales y las marismas se encuentran en su mayoria en regiones templadas como en la costa este de los Estados Unidos A medida que los habitats que secuestran carbono se alteran y disminuyen esa cantidad almacenada de C se libera a la atmosfera continuando la tasa acelerada actual de cambio climatico Los impactos en estos habitats a nivel mundial liberaran directa e indirectamente el carbono previamente almacenado que habia sido secuestrado en los sedimentos de estos habitats La disminucion de los habitats costeros con vegetacion se observa en todo el mundo Los ejemplos observados en los manglares se deben a la limpieza de los estanques de camarones como es el caso de Indonesia mientras que en los pastos marinos existen causas naturales debido a los patogenos y pueden verse exacerbados por los efectos antropogenicos Las tasas cuantitativas de disminucion son dificiles de calcular Sin embargo los investigadores estiman que si los ecosistemas de carbono azul continuan disminuyendo por cualquier razon 30 40 de las marismas y pastos marinos y aproximadamente el 100 de los manglares podrian desaparecer en el proximo siglo La disminucion de las hierbas marinas se debe a una serie de factores como la sequia los problemas de calidad del agua las practicas agricolas las especies invasoras los patogenos la pesca y el cambio climatico 35 Mas del 35 del habitat global de manglares permanece intacto Las disminuciones en el habitat se deben a la represa de los rios la limpieza de la acuicultura la sobrepesca y el cambio climatico segun el Fondo Mundial para la Naturaleza 36 Casi el 16 de los manglares evaluados por la UICN estan en la Lista Roja de la UICN Debido al desarrollo urbano e industrial y otras causas 1 de cada 6 manglares en todo el mundo estan en peligro de extincion 37 Las presas amenazan los habitats al disminuir la cantidad de agua dulce que llega a los manglares La destruccion de los arrecifes de coral tambien juega un papel en la salud del habitat de los manglares ya que los arrecifes disminuyen la energia de las olas a un nivel que los manglares son mas tolerantes Los pantanos pueden no ser expansivos en todo el mundo en relacion con los bosques pero tienen una tasa de entierro de C que es mas de 50 veces mas rapida que las selvas tropicales Las tasas de entierro se han estimado en hasta 87 2 9 6 Tg C ano 1 que es mayor que la de los bosques tropicales 53 9 6 Tg C ano 1 38 Desde el siglo XIX los pantanos se han visto perturbados debido al desarrollo y la falta de comprension de su importancia Las consecuencias de la degradacion del habitat de los pantanos son una disminucion en el stock de C en los sedimentos una disminucion en la biomasa vegetal y por lo tanto una disminucion en la fotosintesis que reduce la cantidad de CO2 absorbido por las plantas la falla de C en las hojas de las plantas para ser transferidas al sedimento la posible aceleracion de los procesos erosivos debido a la falta de biomasa de las plantas y la aceleracion de la liberacion de C enterrado a la atmosfera Las razones para la disminucion de manglares pastos marinos y pantanos incluyen cambios en el uso de la tierra efectos relacionados con el clima y la sequia represas construidas en la cuenca convergencia a la acuicultura y la agricultura desarrollo de la tierra y aumento del nivel del mar debido al cambio climatico Los aumentos en estas actividades pueden conducir a disminuciones significativas en el habitat disponible y por lo tanto aumentos en la liberacion de C de los sedimentos A medida que aumentan los efectos antropogenicos y el cambio climatico la eficacia de los sumideros de carbono azul disminuira y las emisiones de CO2 aumentaran aun mas La perdida de biomasa subterranea raices y rizomas generara que se emita CO2 transformando estos habitats en fuentes de carbono en vez de secuestradores de carbono 38 Sedimentacion y entierro de carbono azul EditarEl carbono organico solo es secuestrado por el sistema oceanico si llega al fondo del mar y queda cubierto por una capa de sedimento Los niveles reducidos de oxigeno en ambientes enterrados significan que las pequenas bacterias que comen materia organica y respiran CO2 no pueden descomponer el carbono por lo que se elimina del sistema de forma permanente La materia organica que se hunde pero no esta enterrada por una capa de sedimento suficientemente profunda esta sujeta a resuspension al cambiar las corrientes oceanicas la bioturbacion por organismos que viven en la capa superior de sedimentos marinos y la descomposicion por bacterias heterotroficas Si se produce alguno de estos procesos el carbono organico se libera nuevamente en el sistema El secuestro de carbono tiene lugar solo si las tasas de enterramiento por sedimento son mayores que las tasas de erosion bioturbacion y descomposicion a largo plazo 18 39 Variabilidad espacial en la sedimentacion Editar La sedimentacion es la velocidad a la que la materia particulada flotante o suspendida se hunde y se acumula en el fondo del oceano Cuanto mas rapida mas energica sea la corriente mas sedimento puede recoger A medida que las corrientes cargadas de sedimentos disminuyen las particulas de la suspension caen y descansan en el fondo del mar Una corriente rapida puede recoger muchos granos pesados mientras que una corriente lenta puede recoger solo pequenas piezas Diferentes puntos en el oceano varian drasticamente cuando se trata de la cantidad de sedimento suspendido y la tasa de deposicion 39 Mar abierto Editar El oceano abierto tiene tasas de sedimentacion muy bajas porque la mayoria de los sedimentos que llegan hasta aqui son transportados por el viento El transporte eolico representa solo una pequena fraccion de la entrega total de sedimentos a los oceanos Ademas hay mucha menos vida vegetal y animal viviendo en el oceano abierto que podria ser enterrado Por lo tanto las tasas de entierro de carbono son relativamente lentas en el oceano abierto 40 Margenes costeros Editar Los margenes costeros tienen altas tasas de sedimentacion debido a la entrada de sedimentos por los rios que representan la gran mayoria de la entrega de sedimentos al oceano En la mayoria de los casos los sedimentos se depositan cerca de la desembocadura del rio o se transportan a lo largo de la costa debido al forzamiento de las olas En algunos lugares el sedimento cae en los canones submarinos y se transporta fuera de la plataforma si el canon es lo suficientemente grande o la plataforma es estrecha Los margenes costeros tambien contienen especies marinas diversas y abundantes especialmente en lugares que experimentan afloramientos periodicos Mas vida marina combinada con mayores tasas de sedimentacion en los margenes costeros crea puntos criticos para el entierro de carbono 18 41 Canones Submarinos Editar Los canones submarinos son imanes para los sedimentos ya que a medida que las corrientes transportan sedimentos en la plataforma en direccion a lo largo de la costa el camino de la corriente cruza los canones perpendicularmente Cuando la misma cantidad de flujo de agua se encuentra repentinamente en aguas mucho mas profundas el agua se ralentiza y deposita sedimentos Debido al ambiente de deposito extremo las tasas de entierro de carbono en el Canon de Nazare cerca de Portugal son 30 veces mayores que la pendiente continental adyacente Este canon solo representa aproximadamente el 0 03 del entierro global de carbono organico terrestre en sedimentos marinos Esto puede no parecer mucho pero el canon submarino de Nazarre solo representa el 0 0001 del area del fondo oceanico del mundo 40 Cambios humanos en los sistemas sedimentarios globales Editar Los humanos han estado modificando los ciclos de sedimentos a gran escala durante miles de anos a traves de una serie de mecanismos El efecto neto de los humanos sobre el ciclo sedimentario global es una reduccion drastica en la cantidad de sedimento que llega al oceano La construccion de presas y la canalizacion de rios genera una serie de problemas en las areas costeras incluyendo deltas que se hunden playas cada vez mas pequenas y marismas salados que desaparecen Ademas es posible que se arruine la capacidad de los margenes costeros para enterrar carbono azul 42 La destruccion de la capacidad de secuestrar carbono azul por parte de los ecosistemas costeros acelerara el cambio climatico 43 Agricultura desmonte Editar Articulos principales Impacto ambiental de la agriculturay Deforestacion El primer cambio importante en el ciclo sedimentario global ocurrio cuando los humanos comenzaron a deforestar para cultivar En un ecosistema natural las raices de las plantas mantienen el sedimento en su lugar cuando llueve Los arboles y arbustos reducen la cantidad de lluvia que afecta la tierra y crean obstaculos por los que deben fluir los arroyos del bosque Cuando se elimina toda la vegetacion la lluvia impacta directamente sobre la tierra no hay raices para aferrarse al sedimento y no hay nada que impida que la corriente fregue los bancos a medida que fluye hacia abajo Debido a esto el desmonte provoca un aumento en las tasas de erosion en comparacion con un sistema natural Represas Editar Las primeras represas datan de 3000 AC y fueron construidas para controlar las aguas de inundacion para la agricultura Cuando el flujo del rio cargado de sedimentos llega al embalse de una presa el agua se ralentiza a medida que se acumula Como el agua mas lenta no puede transportar tanto sedimento practicamente todo el sedimento se cae de la suspension antes de que el agua pase a traves de la presa El resultado es que la mayoria de las represas atrapan los sedimentos Ademas el uso de represas para el control de inundaciones reduce la capacidad de los canales aguas abajo para producir sedimentos Dado que la gran mayoria de la sedimentacion ocurre durante las inundaciones mas grandes la frecuencia e intensidad reducidas de los flujos similares a las inundaciones pueden cambiar drasticamente las tasas de produccion Durante miles de anos hubo muy pocas represas para tener un impacto significativo en los ciclos sedimentarios mundiales a excepcion de los impactos locales en algunos deltas de rios como el Nilo que fueron significativos Sin embargo la popularizacion de la energia hidroelectrica en el siglo pasado ha provocado un enorme auge en la construccion de represas Actualmente solo un tercio de los rios mas grandes del mundo fluyen sin obstaculos hacia el oceano 44 Canalizacion Editar En un sistema natural las orillas de un rio serpentean de un lado a otro a medida que los diferentes canales se erosionan se acrecientan se abren o se cierran Las inundaciones estacionales abruman regularmente las riberas de los rios y depositan nutrientes en las llanuras de inundacion adyacentes Estos servicios son esenciales para los ecosistemas naturales pero pueden ser problematicos para los humanos debido a la construccion de infraestructura y desarrollo urbano en cercania a los rios Para ello los rios en areas pobladas a menudo se canalizan lo que significa que sus orillas y a veces los lechos estan blindados con un material duro como rocas u hormigon que evita la erosion y fija la corriente en su lugar Esto inhibe la sedimentacion porque queda mucho menos sustrato blando para que el rio lo lleve aguas abajo Otros factores que influyen en las tasas de secuestro del carbono azul EditarDensidad de la vegetacion Editar La densidad de la vegetacion en los manglares praderas de pastos marinos y pantanos es un factor importante en las tasas de entierro de carbono La densidad de la vegetacion debe ser suficiente para cambiar los flujos de agua lo suficiente como para reducir la erosion y aumentar la deposicion de sedimentos 45 Carga de nutrientes Editar Se han observado aumentos en la captura y el secuestro de carbono en los ecosistemas de manglares y pastos marinos que han sido sometidos a altas cargas de nutrientes ya sea intencionalmente o debido a los desechos de las actividades humanas 23 La fertilizacion intencional se ha utilizado en la restauracion de praderas de pastos marinos Se instalan perchas para aves marinas en el prado y los excrementos de aves son la fuente de fertilizante La fertilizacion permite que las variedades de pastos marinos de rapido crecimiento se establezcan y crezcan La composicion de especies de estos prados es notablemente diferente a la pradera original de pastos marinos aunque despues de que el prado se ha restablecido y la fertilizacion ha terminado los prados vuelven a una composicion que se asemeja mas a una pradera no perturbada 46 La investigacion realizada en suelos de manglar del Mar Rojo ha demostrado que los aumentos en las cargas de nutrientes a estos suelos no aumentan la mineralizacion de carbono y la posterior liberacion de CO2 47 No se encontro que este efecto neutral de la fertilizacion sea cierto en todos los tipos de bosques de manglar Las tasas de captura de carbono tambien aumentaron en estos bosques debido a las mayores tasas de crecimiento de los manglares En los bosques con aumentos en la respiracion tambien hubo aumentos en el crecimiento de los manglares de hasta seis veces la tasa normal 25 Geoingeneria y carbono azul EditarUn estudio del Departamento de Energia de los Estados Unidos de 2001 propuso replicar un proceso natural de secuestro de carbono en el oceano mediante la combinacion de agua rica en gas CO 2 con carbonato CO 3 lt br gt 3 para producir un bicarbonato HCO 3 lt br gt 3 lodo En la practica el proceso de ingenieria podria implicar la hidratacion de la CO2 del gas de combustion planta de energia y en funcionamiento a traves de un lecho poroso de piedra caliza para fijar el carbono en una saturado solucion de bicarbonato Esta solucion podria depositarse en el mar para hundirse en el oceano profundo Se estimo que el costo de este proceso desde la captura hasta el entierro en el oceano oscilaba entre U D90 y U D180 por tonelada de CO2 y dependia en gran medida de la distancia requerida para transportar piedra caliza agua de mar y la solucion de bicarbonato resultante Los beneficios esperados de la produccion de bicarbonato sobre la inyeccion directa de CO2 serian un cambio significativamente menor en la acidez de los oceanos y una escala de tiempo mas larga para el entierro antes de que el carbono capturado vuelva a la atmosfera 48 Referencias Editar Nellemann Christian et al 2009 Blue Carbon The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon A Rapid Response Assessment Arendal Norway UNEP GRID Arendal a b Nelleman C Blue carbon the role of healthy oceans in binding carbon Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 a b c McLeod E A blueprint for blue carbon toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2 Duarte CM 2011 Assessing the capacity of seagrass meadows for carbon burial current limitations and future strategies Ocean Coastal Management Greiner Jill 2013 Seagrass restoration enhances blue carbon sequestration in coastal waters PLOS ONE 8 8 e72469 PMC 3743776 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