Los científicos han descubierto que la atmósfera contenía mucho menos CO2 de lo que se pensaba cuando surgieron los bosques en nuestro planeta.
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| El
nuevo estudio tiene importantes implicaciones para comprender cómo las plantas terrestres afectan al clima. - UNIVERSIDAD DE NOTTINGHAM |
Los continentes de la Tierra fueron colonizados por árboles
altos y bosques hace unos 385 millones de años. Antes, plantas poco profundas,
como arbustos, con tejido vascular, tallos, raíces poco profundas y sin flores
habían invadido la tierra. Los libros de texto nos dicen que en aquella época
la atmósfera tenía niveles de CO2 muy superiores a los actuales y que un
intenso efecto invernadero provocó un clima mucho más cálido. Anteriormente se
pensaba que la aparición de los bosques favorecía la eliminación de CO2 de la
atmósfera, llevando a la Tierra a un largo período frío con una capa de hielo
en los polos.
Reconstruir los niveles de CO2 atmosférico en el pasado
geológico es difícil y antes se recurría a aproximaciones que también dependían
de parámetros que había que suponer. Los climatólogos están de acuerdo en que
el CO2 desempeña un papel crucial en la configuración del clima de la Tierra, tanto
en la actualidad como en el pasado. Por tanto, un gran reto para los
científicos de la Tierra es comprender qué ha controlado la abundancia de CO2
en la atmósfera.
"Calibramos un modelo mecánico de intercambio de gases
entre las hojas de las plantas y el aire ambiente para el linaje más antiguo de
plantas terrestres vasculares, los musgos. Con este enfoque, pudimos calcular
el nivel de CO2 en el aire únicamente a partir de observaciones realizadas en
el material vegetal", explica en un comunicado el profesor asociado Tais
W. Dahl, del instituto Globe de la Universidad de Copenhague, que dirigió el
estudio en colaboración con un equipo internacional de investigadores de
Alemania, Arabia Saudí, Reino Unido y Estados Unidos.
El nuevo método se basa en tres observaciones que pueden
hacerse tanto en plantas vivas como en tejidos vegetales fósiles: la proporción
de dos isótopos estables del carbono y el tamaño y densidad de los estomas
(aberturas de los poros) a través de los cuales la planta absorbe el CO2. Los
investigadores calibraron el método en musgos vivos y descubrieron que este
método puede reproducir con precisión los niveles de CO2 ambientales en el
invernadero.
"El método recién calibrado para estudiar los niveles
de CO2 a partir del registro geológico es superior a los enfoques anteriores,
que producen estimaciones con barras de error no delimitadas simplemente porque
dependen de parámetros que no se pueden constreñir de forma independiente en el
registro geológico", afirma Barry Lomax, catedrático de la Universidad de
Nottingham (Reino Unido) y coautor del estudio.
El equipo de investigadores aplicó el método a algunos de
los fósiles más antiguos de plantas vasculares que vivieron antes y después de
que los árboles evolucionaran en nuestro planeta y descubrió que la proporción
de los dos isótopos estables del carbono, carbono-13 y carbono-12, es muy
similar a la de las plantas modernas. Además, la densidad y el tamaño de los
estomas también eran muy similares a los observados en sus descendientes vivos.
Estas observaciones dieron pie a una investigación más exhaustiva de los
primeros registros de CO2.
Dahl y sus colegas recopilaron datos de 66 fósiles de tres
especies distintas de musgos club hallados en 9 localidades distintas de todo
el mundo con una antigüedad de entre 410 y 380 millones de años. En todos los
casos, los niveles de CO2 atmosférico eran sólo un 30-70% superiores (en torno
a 525 - 715 ppm) a los actuales (en torno a 415 ppm). Esto es mucho menos de lo
que se pensaba (2000-8000 ppm). Ppm significa partes por millón y es la unidad
utilizada para medir las concentraciones de dióxido de carbono en el aire.
El equipo utilizó un modelo paleoclimático para demostrar
que la Tierra era un planeta templado con temperaturas medias del aire de la
superficie tropical de 24,1-24,6 °C.
"Usamos un modelo totalmente acoplado atmósfera-océano
para descubrir que la Tierra tenía los polos cubiertos de hielo cuando
surgieron los bosques. Sin embargo, las plantas terrestres podían prosperar en
las zonas tropicales, subtropicales y templadas", explica Georg Feulner,
del Instituto del Clima de Potsdam (Alemania), coautor del estudio.
El nuevo estudio sugiere que, en realidad, los árboles
desempeñan un papel insignificante en los niveles de CO2 atmosférico a escalas
temporales más largas porque los primeros árboles tenían sistemas radiculares
más profundos y producían suelos más desarrollados que se asocian a una menor
pérdida de nutrientes. Con un reciclaje de nutrientes más eficiente en los
suelos, los árboles tienen en realidad una menor demanda de meteorización que
la vegetación arbustiva poco profunda que les precedió. Esta idea va en contra
de la creencia anterior de que los árboles con sistemas radiculares más profundos
favorecían la eliminación de CO2 mediante la meteorización química y la
disolución de las rocas de silicato.
El equipo utilizó modelos del sistema terrestre para
demostrar que plantas vasculares primitivas parecidas a arbustos podrían haber
provocado un descenso masivo del CO2 atmosférico en épocas anteriores de la
historia, cuando se extendieron por primera vez en los continentes. El modelo
muestra que el ecosistema vascular habría provocado simultáneamente un aumento
de los niveles atmosféricos de O2.
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