El carbono azul es el carbono capturado por los ecosistemas oceánicos costeros del mundo , en su mayoría manglares , marismas , pastos marinos y potencialmente macroalgas . [1]
Históricamente, los ecosistemas de los bosques oceánicos y terrestres han sido los principales sumideros de carbono natural (C). Una nueva investigación sobre el papel de los ecosistemas costeros con vegetación ha puesto de relieve su potencial como sumideros de C altamente eficientes, y ha llevado al reconocimiento científico del término "carbono azul". [2] El "carbono azul" designa el carbono que se fija a través de los ecosistemas oceánicos costeros, en lugar de los ecosistemas terrestres tradicionales, como los bosques. Si bien los hábitats con vegetación del océano cubren menos del 0.5% del fondo marino , son responsables de más del 50%, y potencialmente hasta el 70%, de todo el almacenamiento de carbono en los sedimentos del océano. [2] Manglares , marismas yLos pastos marinos constituyen la mayoría de los hábitats con vegetación del océano, pero solo equivalen al 0.05% de la biomasa vegetal en la tierra. A pesar de su pequeña huella, pueden almacenar una cantidad comparable de carbono por año y son sumideros de carbono altamente eficientes . Las praderas marinas, los manglares y las marismas pueden capturar el dióxido de carbono ( CO
2 ) de la atmósfera mediante el secuestro de la C en sus sedimentos subyacentes, en la biomasa subterránea y subterránea, y en la biomasa muerta. [3]
2 ) de la atmósfera mediante el secuestro de la C en sus sedimentos subyacentes, en la biomasa subterránea y subterránea, y en la biomasa muerta. [3]
En la biomasa vegetal, como las hojas, los tallos, las ramas o las raíces, el carbono azul puede ser secuestrado durante años o décadas, y durante miles o millones de años en los sedimentos subyacentes de las plantas. Las estimaciones actuales de la capacidad de enterramiento de carbono azul C a largo plazo son variables, y la investigación está en curso. [3] Aunque los ecosistemas costeros con vegetación cubren menos área y tienen menos biomasa sobre el suelo que las plantas terrestres , tienen el potencial de afectar el secuestro de C a largo plazo, particularmente en los sumideros de sedimentos. [2]Una de las principales preocupaciones con Blue Carbon es que la tasa de pérdida de estos importantes ecosistemas marinos es mucho más alta que cualquier otro ecosistema en el planeta, incluso en comparación con las selvas tropicales. Las estimaciones actuales sugieren una pérdida de 2 a 7% por año, que no solo es la pérdida de captura de carbono, sino también la pérdida de hábitat que es importante para la gestión del clima, la protección de las costas y la salud.
Tipos de ecosistemas de carbono azul [ editar ]
Hierba de mar [ editar ]
Las hierbas marinas son un grupo de aproximadamente 60 especies de angiospermas que se han adaptado a una vida acuática, y pueden crecer en praderas a lo largo de las costas de todos los continentes, excepto la Antártida . [4] Las praderas de pastos marinos 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. [4] Estas praderas de pastos marinos son hábitats altamente productivos que brindan muchos servicios ecosistémicos , como estabilización de sedimentos, hábitat y biodiversidad , mejor calidad del agua y secuestro de carbono y nutrientes. [5] El área actual documentada de pastos marinos es 177,000 km 2., pero se cree que subestima el área total, ya que muchas áreas con grandes praderas de pastos marinos no se han documentado a fondo. [4] Las estimaciones más comunes son de 300,000 a 600,000 km 2 , con hasta 4,320,000 km 2 de hábitat adecuado para pastos marinos en todo el mundo. [6] Aunque las hierbas marinas representan solo el 0,1% del área del suelo oceánico, representan aproximadamente el 10-18% del entierro de carbono oceánico total. [7] En la actualidad, se estima que las praderas marinas globales almacenan hasta 19.9 Pg (gigatones, o mil millones de toneladas) de carbono orgánico. [7] El carbono se acumula principalmente en los sedimentos marinos , que son anóxicos.y así preservar continuamente el carbono orgánico de escalas de tiempo decenal-milenarias. Las altas tasas de acumulación, el bajo nivel de oxígeno, la baja conductividad de los sedimentos y la menor velocidad de descomposición microbiana fomentan el entierro de carbono y la acumulación de carbono en estos sedimentos costeros. [4] En comparación con los hábitats terrestres que pierden reservas de carbono como CO 2durante la descomposición o por disturbios como incendios o deforestación, los sumideros de carbono marinos pueden retener C durante períodos de tiempo mucho más largos. Las tasas de secuestro de carbono en las praderas de pastos marinos varían según la especie, las características del sedimento y la profundidad de los hábitats, pero en promedio la tasa de enterramiento 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 las temperaturas del agua de mar, [4] el aumento de la sedimentación y el desarrollo costero, [3] y el aumento del nivel del mar que puede disminuir la disponibilidad de luz para la fotosíntesis . La pérdida de algas marinas 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 la pérdida global desde la Segunda Guerra Mundial. [8] Los científicos alientan la protección y la investigación continua de estos ecosistemas para el almacenamiento de carbono orgánico, hábitat valioso y otros servicios de los ecosistemas.
Manglar [ editar ]
Los manglares son halófitos leñosos que forman bosques intermareales y brindan muchos servicios importantes del ecosistema, incluida la protección costera, los viveros de crustáceos y peces costeros, los productos forestales, la recreación, la filtración de nutrientes y el 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 la zona en disputa 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 tierra y 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 de la reserva global de carbono está contenida dentro del suelo y 1.23 ± 0.06 Pg en la biomasa viva [13] . De estos 1.23 Pg, aproximadamente 0.41 ± 0.02 Pg están en la biomasa subterránea en el sistema radicular y aproximadamente 0.82 ± 0.04 Pg están en la biomasa viva sobre el suelo [14] .
La cobertura global del dosel de manglares se estima entre 83,495 km 2 y 167,387 km 2 en 2012, con Indonesia que representa aproximadamente el 30% de la superficie total de bosques de manglares [15] . Los bosques de manglares son responsables de aproximadamente el 10% del entierro de carbono global, [16] con una tasa estimada de entierro de carbono de 174 g C m −2 año −1 . [11] Los manglares, como los pastos marinos, tienen potencial para altos niveles de secuestro de carbono. Representan el 3% del secuestro de carbono global por los bosques tropicales y el 14% del entierro de carbono de los océanos costeros del mundo. [10] Los manglares son naturalmente perturbados por inundaciones, tsunamis., tormentas costeras como ciclones y huracanes , rayos, enfermedades y plagas, y cambios en la calidad o temperatura del agua. [11] Aunque son resistentes a muchos de estos trastornos naturales, son altamente susceptibles a los impactos humanos, incluidos el desarrollo urbano, la acuicultura , la minería y la sobreexplotación de mariscos, crustáceos, peces y madera. [17] [11] Los manglares proporcionan servicios de ecosistemas y secuestro de carbono de importancia mundial y, por lo tanto, son un hábitat importante para conservar y reparar cuando sea posible.
Marsh [ editar ]
Los pantanos , ecosistemas intermareales dominados por vegetación herbácea , se pueden encontrar a nivel mundial en las líneas costeras desde el ártico hasta los subtrópicos. En los trópicos, las marismas son reemplazadas 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. [18] Esta biomasa subterránea puede formar depósitos de hasta 8 m de profundidad. [18] Lospantanos proporcionan un hábitat valioso para las plantas, aves y peces juveniles, protegen el hábitat costero de las marejadas e inundaciones y pueden reducir la carga de nutrientes a las aguas costeras. [19]De manera similar a los hábitats de manglares y pastos marinos, las marismas también sirven como importantes sumideros de carbono . [20] Los pantanos secuestran C en biomasa subterránea debido a las altas tasas de sedimentación orgánica y la descomposición anaeróbica dominada. [20] Las marismas salinas cubren aproximadamente 22,000 a 400,000 km 2 en todo el mundo, con una tasa de enterramiento de carbono estimada de 210 g C m −2 año −1 . [18] Las marismas han afectado a las marismas durante siglos, incluida la modificación para el pastoreo, la producción de heno, la recuperación para la agricultura, el desarrollo y los puertos, los estanques de evaporación para la producción de sal, la modificación para la acuicultura, control de insectos, poder de las mareas y protección contra inundaciones. [21] Los pantanos también son susceptibles a la contaminación del petróleo, los productos químicos industriales y, más comúnmente, la eutrofización . Las especies introducidas, el aumento del nivel del mar, la represa del río y la disminución de la sedimentación son cambios adicionales a largo plazo que afectan el hábitat de las marismas y, a su vez, pueden afectar el potencial de secuestro de carbono. [22]
Algas [ editar ]
Tanto las macroalgas como las microalgas están siendo investigadas como posibles medios de secuestro de carbono . [23] [24] [25] [26] Debido a que las algas carecen de la lignina compleja asociada con las plantas terrestres, el carbono de las algas se libera a la atmósfera más rápidamente que el carbono capturado en la tierra. [25] [27]Las algas se han propuesto como un grupo de almacenamiento de carbono a corto plazo que se puede utilizar como materia prima para la producción de varios combustibles biogénicos . Las microalgas a menudo se presentan como una materia prima potencial para el biodiesel neutro en carbono.y la producción de biometanodebido a su alto contenido de lípidos . [23] Las macroalgas, por otro lado, no tienen un alto contenido de lípidos y tienen un potencial limitado como materia prima de biodiesel, aunque aún pueden usarse como materia prima para otras generaciones de biocombustibles. [25] Las macroalgas también se han investigado como materia prima para la producción de biochar . El biochar producido a partir de macroalgas es más alto en nutrientes de importancia agrícola que el biochar producido a partir de fuentes terrestres. [26]Otro enfoque novedoso para la captura de carbono que utiliza algas es el sistema integrado de captura de carbono y sistemas de producción de algas (BICCAPS) basado en bicarbonato, desarrollado por una colaboración entre la Universidad del Estado de Washington en los Estados Unidos y la Universidad del Océano Dalian en China. Muchas especies de cianobacterias , microalgas y macroalgas pueden utilizar el carbonato como fuente de carbono para la fotosíntesis . En las BICCAPS, las microalgas alcalifílicas 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 CO 2 costero .Cinturón de eliminación (CCRB), que está compuesto por ecosistemas naturales y artificiales. El objetivo es capturar carbono utilizando grandes áreas de bosque de algas marinas . [30]
Restauración de los ecosistemas [ editar ]
La restauración de bosques de manglares, praderas de pastos marinos, pantanos y bosques de algas marinas se ha implementado en muchos países. [31] [32] Estos ecosistemas restaurados tienen el potencial de actuar como sumideros de carbono. Se descubrió que las praderas de pastos marinos restaurados comienzan a secuestrar carbono en el sedimento en aproximadamente cuatro años. Este fue el tiempo necesario para que la pradera alcance la densidad de brotes suficiente para causar la deposición de sedimentos. [32] De manera similar, las plantaciones de manglares en China mostraron tasas de sedimentación más altas que en tierras áridas y tasas de sedimentación más bajas que los bosques de manglares establecidos. Se cree que este patrón en la tasa de sedimentación es una función de la edad joven de la plantación y la menor densidad de vegetación. [31]
Estequiometría de nutrientes de los pastos marinos [ editar ]
Los nutrientes primarios que determinan el crecimiento del pasto marino son el carbono (C), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y la luz para la fotosíntesis. El nitrógeno y el fósforo se pueden adquirir del agua de los poros del sedimento o de la columna de agua, y las hierbas marinas pueden captar N tanto en forma de amonio (NH 4 + ) como de nitrato (NO 3− ). [25]
Varios estudios realizados en todo el mundo han encontrado que existe un amplio rango en las concentraciones de C, N y P en los pastos marinos, dependiendo de sus especies y factores ambientales. Por ejemplo, las plantas recolectadas en ambientes con alto contenido de nutrientes tuvieron una menor proporción de C: N y C: P que las plantas recolectadas en ambientes con bajo contenido de nutrientes. La estequiometría de los pastos marinos no sigue la proporción de Redfield comúnmente utilizada como indicador de la 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 según su especie, disponibilidad de nutrientes u otros factores ambientales. Dependiendo de las condiciones ambientales, las hierbas marinas pueden ser limitadas por P o N limitadas. [33]
Un estudio inicial de la estequiometría de la hierba marina sugirió que la relación equilibrada " Redfield " entre N y P para las hierbas marinas es de aproximadamente 30: 1. [27] Sin embargo, las concentraciones de N y P no están estrictamente correlacionadas, lo que sugiere que los pastos marinos pueden adaptar su consumo de nutrientes en función de lo que está disponible en el medio ambiente. Por ejemplo, los pastos marinos de las praderas fertilizadas con excrementos 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 demateria orgánica suministran más P, lo que lleva 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 usar 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 los nutrientes de los pastos marinos. La limitación de nutrientes solo puede ocurrir cuando la energía fotosintética hace que las hierbas 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 las hierbas marinas al promover el crecimiento de algas que reducen la cantidad total de luz disponible. [18]
La variabilidad de nutrientes en los pastos marinos puede tener implicaciones potenciales para el manejo de aguas residuales en ambientes costeros. Las altas cantidades de descarga de nitrógeno antropogénico podrían causar la eutrofización en ambientes previamente limitados en N, lo que lleva a condiciones hipóxicas en la pradera de pastos marinos y afecta la capacidad de carga de ese ecosistema. [22]
Un estudio de la deposición anual de C, N y P de las praderas de pastos marinos de P. Oceanica en el noreste de España encontró que la pradera secuestró 198 g C m-2 año-1, 13.4 g 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 arrojó aproximadamente el 8% del carbono secuestrado, o 15.6 g C m-2 año -1. [29]
Distribución y deterioro de los ecosistemas de carbono azul [ editar ]
Los pastos marinos, los manglares y las marismas son tipos de hábitats costeros con vegetación que cubren aproximadamente 49 millones de hectáreas en todo el mundo. [34] Los ecosistemas de pastos marinosvarían de regiones polares a tropicales, los manglares se encuentran en ecosistemas tropicales y subtropicales y las marismas mareales se encuentran en regiones mayormente templadas, como en la costa este de los Estados Unidos. [34] Como los hábitats que secuestran carbono se alteran y disminuyen, la cantidad almacenada de C se libera a la atmósfera, continuando la actual tasa acelerada de climacambio. 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. Las disminuciones de los hábitats costeros con vegetación se ven en todo el mundo; Los ejemplos observados en los manglares se deben al desbroce de los estanques de camarones, como es el caso de Indonesia, mientras que en los pastos marinos existen causas naturales debidas a patógenos y pueden verse exacerbadas por los efectos antropogénicos. La cuantificación de las tasas de disminución es difícil de calcular, sin embargo, las mediciones han sido estimadas por los investigadores que indican que si los ecosistemas del carbono azul continúan disminuyendo, por diversas razones, entre el 30 y el 40% de las marismas y las praderas marinas y aproximadamente el 100% de los manglares podrían desaparecer. en el próximo siglo. [34]
La disminución en los pastos marinos se debe a una serie de factores que incluyen 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 mundial de manglares permanece. Según el Fondo Mundial para la Vida Silvestre, ladisminución en el hábitat se debe a la represa de los ríos, la limpieza de la acuicultura, el desarrollo, la pesca excesiva y el cambio climático . [36] Casi el 16% de los manglares evaluados por la UICN están en la Lista Roja de la UICN ; Debido al desarrollo y otras causas, 1 de cada 6 manglares en todo el mundo están en peligro de extinción. [37] Las represas amenazan los hábitats al disminuir la cantidad de agua dulce que llega a los manglares. La destrucción de los arrecifes de coral también desempeña un papel en la salud del hábitat de los manglares, ya que los arrecifes reducen la energía de las olas a un nivel que los manglares son más tolerantes. Las marismas saladas pueden no ser expansivas en todo el mundo en relación con los bosques, pero tienen una tasa de enterramiento de C que es 50 veces más rápida que las selvas tropicales. Las tasas de enterramiento se han estimado en hasta 87.2 ± 9.6 Tg C año-1, que es mayor que la de las selvas tropicales, 53 ± 9.6 Tg C año-1. [38]Desde la década de 1800, las salinas han sido perturbadas debido al desarrollo y la falta de comprensión de su importancia. La disminución del 25% desde ese momento ha dado lugar a una disminución en el área potencial de sumidero de C, junto con la liberación de C. una vez enterrado. Las consecuencias de un hábitat de pantanos cada vez más degradado son una disminución en el stock de C en los sedimentos, una disminución en la biomasa de la planta y por lo tanto una disminución en la fotosíntesis, la reducción de la cantidad de CO2 absorbido por las plantas, la falta 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 la planta y la aceleración de la liberación de C a la atmósfera. [38]
Las razones para la disminución de manglares, pastos marinos y marismas incluyen cambios en el uso de la tierra, el clima y los efectos relacionados con la sequía, las represas construidas en la cuenca, la convergencia a la acuicultura y la agricultura, el desarrollo de la tierra y el aumento del nivel del mar debido al cambio climático. Los aumentos en estas actividades pueden llevar a disminuciones significativas en el hábitat disponible y, por lo tanto, aumentos en la C liberada de los sedimentos. A medida que aumenten los efectos antropogénicos y el cambio climático, la efectividad de los sumideros de carbono azul disminuirá y las emisiones de CO 2aumentarán aún más. Los datos sobre las tasas a las que el CO 2 se está liberando en la atmósfera no son sólidos en la actualidad, sin embargo, se están realizando investigaciones para recopilar una mejor información para analizar las tendencias. La pérdida de biomasa subterránea (raíces y rizomas) permitirá el CO2 para ser emitidos transformando estos hábitats en fuentes en lugar de sumideros de carbono. [38]
Sedimentación y enterramiento de carbono azul [ editar ]
El carbono orgánico solo se retiene del sistema oceánico si llega al fondo del mar y queda cubierto por una capa de sedimento. La reducción de los niveles de oxígeno en ambientes enterrados significa que las pequeñas bacterias que comen materia orgánica y respiran CO 2 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 sedimentos suficientemente profunda se somete a una nueva suspensión al cambiar las corrientes oceánicas, a la bioturbación por parte de los organismos que viven en la capa superior de los sedimentos marinos ya la descomposición por bacterias heterótrofas . Si ocurre alguno de estos procesos, el carbono orgánico se libera nuevamente en el sistema. Secuestro de carbóntiene lugar solo si las tasas de enterramiento por sedimento son mayores que las tasas a largo plazo de erosión, bioturbación y descomposición. [18] [39]
Variabilidad espacial en la sedimentación [ editar ]
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 se vuelven lentas, las partículas caen de la suspensión y descansan en el fondo marino. En otras palabras, una corriente rápida puede recoger muchos granos pesados, mientras que una corriente lenta puede recoger solo pequeñas piezas. Como se puede imaginar, los diferentes lugares en el océano varían drásticamente cuando se trata de la cantidad de sedimentos suspendidos y la tasa de deposición. [39]
Mar abierto [ editar ]
El océano abierto tiene tasas de sedimentación muy bajas porque la mayoría de los sedimentos que lo hacen 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 mucho menos vida de plantas y animales que viven en el océano abierto que podrían ser enterrados. Por lo tanto, las tasas de enterramiento de carbono son relativamente lentas en el océano abierto. [40]
Márgenes costeras [ editar ]
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 en dirección a lo largo de la costa debido al forzamiento de las olas. En algunos lugares, el sedimento cae en cañones submarinos y se transporta fuera de la plataforma, si el cañón es suficientemente grande o la plataforma es estrecha. Los márgenes costeros también contienen diversas y abundantes especies marinas, especialmente en lugares que experimentan afloramientosperiódicos . Más vida marina combinada con mayores tasas de sedimentación en los márgenes costeros crea puntos de acceso para el entierro de carbono. [18] [41]
Cañones submarinos [ editar ]
Los cañones marinos son imanes para los sedimentos porque, a medida que las corrientes transportan sedimentos en la plataforma en dirección a lo largo de la costa, la trayectoria de la corriente atraviesa los cañones de forma perpendicular. Cuando la misma cantidad de flujo de agua es repentinamente en aguas mucho más profundas, se ralentiza y deposita sedimentos. Debido al entorno de depósito extremo , las tasas de enterramiento de carbono en el cañón de Nazare, cerca de Portugal, son 30 veces mayores que en el talud continental adyacente . Solo este cañón representa aproximadamente el 0,03% del entierro de carbono orgánico terrestre global en sedimentos marinos. Esto puede no parecer mucho, pero el cañón submarino de Nazarre solo representa el 0,0001% del área del lecho marino del mundo. [40]
Cambios humanos a los sistemas sedimentarios globales [ editar ]
Los seres humanos han estado modificando los ciclos de sedimentos en una escala masiva durante miles de años a través de una serie de mecanismos.
Agricultura / desmonte [ editar ]
El primer cambio importante en el ciclo sedimentario global ocurrió cuando los humanos comenzaron a limpiar la tierra para cultivar. En un ecosistema natural, las raíces de las plantas mantienen el sedimento en su lugar cuando llueve. Los árboles y los arbustos reducen la cantidad de lluvia que impacta la tierra y crean obstáculos por los que deben fluir las corrientes forestales. Cuando se elimina toda la vegetación, la lluvia impacta directamente sobre la tierra, no hay raíces para aferrarse a los sedimentos, y no hay nada que impida que la corriente de los bancos de fregar a medida que fluye directamente hacia abajo. Debido a esto, la limpieza de la tierra provoca un aumento en las tasas de erosión en comparación con un sistema natural.
Presas [ editar ]
Las primeras represasdatan del año 3000 aC y fueron construidos para controlar las aguas de inundación para la agricultura. Cuando el caudal del río cargado de sedimentos alcanza el embalse de una represa, el agua se ralentiza a medida que se acumula. Como el agua más lenta no puede transportar tanto sedimento, prácticamente todos los sedimentos se caen de la suspensión antes de que el agua pase a través de la presa. El resultado es que la mayoría de las represas son trampas de sedimentos casi 100% eficientes. Además, el uso de presas 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 de tipo inundación pueden cambiar drásticamente las tasas de producción. Durante miles de años hubo muy pocas represas para tener un impacto significativo en los ciclos sedimentarios globales, excepto los impactos locales en algunos deltas de los ríos, como el Nilo, que fueron significativos.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. [42]
Canalizacion [ editar ]
En un sistema natural, las orillas de un río serpentean de un lado a otro a medida que los diferentes canales se erosionan, acumulan, abren o cierran. Las inundaciones estacionales regularmente saturan las riberas de los ríos y depositan nutrientes en las planicies de inundación adyacentes. Estos servicios son esenciales para los ecosistemas naturales, pero pueden ser problemáticos para los seres humanos, quienes aman construir infraestructura y desarrollo cerca de los ríos. En respuesta, los ríos en las 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 previene la erosión y fija la corriente en su lugar. Esto inhibe la sedimentación porque queda mucho menos sustrato blando para que el río fluya río abajo.
Impactos [ editar ]
Actualmente, el efecto neto de los humanos en el ciclo sedimentario global es una reducción drástica en la cantidad de sedimento que llega al océano. Si continuamos construyendo represas y canalizando ríos, continuaremos viendo una serie de problemas en las áreas costeras, como el hundimiento de los deltas, la disminución de las playas y la desaparición de las salinas. Además, es posible que podamos arruinar la capacidad de los márgenes costeros para enterrar el carbono azul. Sin el secuestro de carbono en los sedimentos marinos costeros, es probable que veamos un cambio climático global acelerado. [43]
Otros factores que influyen en las tasas de enterramiento de carbono azul [ editar ]
La densidad de la vegetación [ editar ]
La densidad de la vegetación en los bosques de manglares, praderas marinas y marismas es un factor importante en las tasas de enterramiento de carbono. La densidad de la vegetación debe ser suficiente para cambiar los flujos de agua lo suficiente para reducir la erosión y aumentar la deposición de sedimentos. [44]
Carga de nutrientes [ editar ]
Se han observado incrementos 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 residuos de las actividades humanas. [24] La fertilización intencional se ha utilizado en la restauración de praderas de pastos marinos. Las perchas para aves marinas se instalan en el prado y los excrementos de aves son la fuente de fertilizantes. La fertilización permite que las variedades de pastos marinos de rápido crecimiento se establezcan y crezcan. La composición de especies de estas praderas es marcadamente diferente de la pradera de pastos marinos original, aunque una vez que se ha restablecido la pradera y se ha terminado la fertilización, las praderas regresan a una composición de especies que se asemeja más a una pradera no perturbada. [45]La investigación realizada en los suelos de manglares del Mar Rojo ha demostrado que el aumento de las cargas de nutrientes en estos suelos no aumenta la mineralización de carbono y la posterior liberación de CO 2 . [46] Este efecto neutral de la fertilización no se encontró que fuera cierto en todos los tipos de bosques de manglares. 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 hasta seis veces la tasa normal. [27]
Enfoques diseñados para el carbono azul [ editar ]
Un estudio del Departamento de Energía de EE. UU. De 2001 propuso replicar un proceso natural de secuestro de carbono en el océano mediante la combinación de agua rica en CO 2 gas con carbonato [CO -
3 ] para producir una suspensión de bicarbonato [HCO -
3 ]. En la práctica, el proceso de ingeniería podría implicar la hidratación del CO 2 del gas de combustión de la planta de energía y su funcionamiento a través de un lecho poroso de piedra caliza para "fijar" el carbono en una solución saturada de bicarbonato. Esta solución podría ser depositada en el mar para hundirse en las profundidades del océano. El costo de este proceso, desde la captura hasta el entierro en el océano, se estimó entre $ 90 y $ 180 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.
3 ] para producir una suspensión de bicarbonato [HCO -
3 ]. En la práctica, el proceso de ingeniería podría implicar la hidratación del CO 2 del gas de combustión de la planta de energía y su funcionamiento a través de un lecho poroso de piedra caliza para "fijar" el carbono en una solución saturada de bicarbonato. Esta solución podría ser depositada en el mar para hundirse en las profundidades del océano. El costo de este proceso, desde la captura hasta el entierro en el océano, se estimó entre $ 90 y $ 180 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 gas CO 2 serían un cambio significativamente menor en la acidez del océano y una escala de tiempo más larga para el entierro antes de que el carbono capturado se devuelva a la atmósfera.
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