¿Cuál es el papel de las plantas en el cambio climático?

A lo largo de cientos de millones de años, la Tierra ha pasado por una serie de cambios climáticos que han dado forma al planeta tal como lo conocemos hoy. Los cambios pasados en los niveles de CO2 y la temperatura pueden ayudarnos a comprender la respuesta actual del planeta al calentamiento global.

Como parte de un campo en crecimiento llamado biogeodinámica, los investigadores se apresuran a comprender cómo tales cambios han impactado la vida en el planeta en el pasado. “Intentamos comprender procesos relevantes para el presente a partir del pasado geológico”, afirma en un comunicado Julian Rogger, especialista en biogeodinámica en el Instituto de Geofísica de la ETH de Zúrich.

En un artículo publicado recientemente en la revista Science Advances, Rogger y sus colegas de ETH y la Universidad de Leeds sostienen que esas plantas no son sólo participantes pasivos en el ciclo climático de la Tierra: pueden desempeñar un papel importante en su configuración. “Podríamos suponer que la vida simplemente reacciona a los cambios, pero también es posible que interactúe con el sistema y lo regule”, dice Rogger.

Para mostrar cómo, Rogger utilizó modelos informáticos que simulan la interacción entre el cambio climático, el movimiento de los continentes y la vida vegetal en el pasado lejano. Los modelos indican que las plantas probablemente ayuden a regular la composición de la atmósfera del planeta atrapando carbono y emitiendo oxígeno, lo que ayuda a controlar los niveles de CO2.

También aceleran el proceso de meteorización mineral de los suelos, proceso que consume CO2. Los modelos de Rogger sugieren que el clima y la atmósfera del planeta son parte de un circuito de retroalimentación: la vida misma desempeña un papel en la regulación o aceleración de los cambios climáticos.

Cuando el cambio es lento (lo suficientemente lento como para que las plantas evolucionen o se propaguen a nuevos nichos a lo largo de millones de años), la actividad de las plantas puede actuar como un amortiguador, evitando que las temperaturas cambien demasiado rápido. Pero la geología y el registro fósil muestran que también hubo cambios que se produjeron demasiado rápido y que provocaron importantes alteraciones de la vegetación e incluso extinciones masivas.

“Lo que queremos saber es con qué rapidez la vegetación puede cambiar sus características cuando el mundo de repente se calienta 5 o 6 grados”, dice Rogger. “El objetivo general es comprender la coevolución del clima, la vegetación y la tectónica”.

Rogger y sus coautores, un equipo interdisciplinario de geólogos, informáticos y científicos de la tierra, crearon un modelo informático de los últimos 390 millones de años que tuvo en cuenta los cambios de los continentes y el clima y la respuesta de la vegetación a estos cambios. Ejecutar simulaciones en potentes supercomputadoras aún puede llevar hasta un mes, dada la complejidad del problema y el tiempo que se supone que representan.

Los modelos muestran que largos períodos de estabilidad hacen posible que la vegetación florezca, absorbiendo CO2 y estabilizando el clima de la Tierra con el tiempo. En sus modelos, el equipo vio que las plantas eran capaces de evolucionar lo suficientemente rápido como para adaptarse a cambios graduales en el clima y los paisajes debido, por ejemplo, a la deriva continental.

Pero cuando el sistema climático se altera y cambia demasiado rápido para que la vegetación se adapte, sucede lo contrario: las plantas desaparecen y no pueden actuar como amortiguador para frenar los cambios climáticos. Sin plantas que actúen como freno, los cambios ambientales ocurren aún más rápido y empujan aún más hacia el extremo.

“Es como un efecto de retroalimentación”, explica Rogger. “Debido a que la regulación desaparece, podría haber un mayor aumento de CO2 y más cambio climático de lo que se esperaba anteriormente”.

En el registro geológico, los cambios climáticos abruptos suelen ir acompañados de eventos de extinción masiva. “Hay fuertes cambios en la vegetación en los que se necesitaron miles o millones de años para que la vegetación se adaptara y recuperara”, dice Rogger, “y lo que se recupera puede ser muy diferente de lo que había antes”.

Esa no es una buena noticia. “Se cree que el ritmo de cambio que tenemos en este momento no tiene precedentes en los últimos 400 millones de años”, dice Rogger. “Podría haber una reducción en la capacidad de la vegetación para regular el clima si hay un cambio fuerte, como el que estamos viviendo ahora”.

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A lo largo de cientos de millones de años, la Tierra ha pasado por una serie de cambios climáticos que han dado forma al planeta tal como lo conocemos hoy. Los cambios pasados en los niveles de CO2 y la temperatura pueden ayudarnos a comprender la respuesta actual del planeta al calentamiento global.

Como parte de un campo en crecimiento llamado biogeodinámica, los investigadores se apresuran a comprender cómo tales cambios han impactado la vida en el planeta en el pasado. “Intentamos comprender procesos relevantes para el presente a partir del pasado geológico”, afirma en un comunicado Julian Rogger, especialista en biogeodinámica en el Instituto de Geofísica de la ETH de Zúrich.

En un artículo publicado recientemente en la revista Science Advances, Rogger y sus colegas de ETH y la Universidad de Leeds sostienen que esas plantas no son sólo participantes pasivos en el ciclo climático de la Tierra: pueden desempeñar un papel importante en su configuración. “Podríamos suponer que la vida simplemente reacciona a los cambios, pero también es posible que interactúe con el sistema y lo regule”, dice Rogger.

Para mostrar cómo, Rogger utilizó modelos informáticos que simulan la interacción entre el cambio climático, el movimiento de los continentes y la vida vegetal en el pasado lejano. Los modelos indican que las plantas probablemente ayuden a regular la composición de la atmósfera del planeta atrapando carbono y emitiendo oxígeno, lo que ayuda a controlar los niveles de CO2.

También aceleran el proceso de meteorización mineral de los suelos, proceso que consume CO2. Los modelos de Rogger sugieren que el clima y la atmósfera del planeta son parte de un circuito de retroalimentación: la vida misma desempeña un papel en la regulación o aceleración de los cambios climáticos.

Cuando el cambio es lento (lo suficientemente lento como para que las plantas evolucionen o se propaguen a nuevos nichos a lo largo de millones de años), la actividad de las plantas puede actuar como un amortiguador, evitando que las temperaturas cambien demasiado rápido. Pero la geología y el registro fósil muestran que también hubo cambios que se produjeron demasiado rápido y que provocaron importantes alteraciones de la vegetación e incluso extinciones masivas.

“Lo que queremos saber es con qué rapidez la vegetación puede cambiar sus características cuando el mundo de repente se calienta 5 o 6 grados”, dice Rogger. “El objetivo general es comprender la coevolución del clima, la vegetación y la tectónica”.

Rogger y sus coautores, un equipo interdisciplinario de geólogos, informáticos y científicos de la tierra, crearon un modelo informático de los últimos 390 millones de años que tuvo en cuenta los cambios de los continentes y el clima y la respuesta de la vegetación a estos cambios. Ejecutar simulaciones en potentes supercomputadoras aún puede llevar hasta un mes, dada la complejidad del problema y el tiempo que se supone que representan.

Los modelos muestran que largos períodos de estabilidad hacen posible que la vegetación florezca, absorbiendo CO2 y estabilizando el clima de la Tierra con el tiempo. En sus modelos, el equipo vio que las plantas eran capaces de evolucionar lo suficientemente rápido como para adaptarse a cambios graduales en el clima y los paisajes debido, por ejemplo, a la deriva continental.

Pero cuando el sistema climático se altera y cambia demasiado rápido para que la vegetación se adapte, sucede lo contrario: las plantas desaparecen y no pueden actuar como amortiguador para frenar los cambios climáticos. Sin plantas que actúen como freno, los cambios ambientales ocurren aún más rápido y empujan aún más hacia el extremo.

“Es como un efecto de retroalimentación”, explica Rogger. “Debido a que la regulación desaparece, podría haber un mayor aumento de CO2 y más cambio climático de lo que se esperaba anteriormente”.

En el registro geológico, los cambios climáticos abruptos suelen ir acompañados de eventos de extinción masiva. “Hay fuertes cambios en la vegetación en los que se necesitaron miles o millones de años para que la vegetación se adaptara y recuperara”, dice Rogger, “y lo que se recupera puede ser muy diferente de lo que había antes”.

Esa no es una buena noticia. “Se cree que el ritmo de cambio que tenemos en este momento no tiene precedentes en los últimos 400 millones de años”, dice Rogger. “Podría haber una reducción en la capacidad de la vegetación para regular el clima si hay un cambio fuerte, como el que estamos viviendo ahora”.

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