La humanidad desborda el ciclo de los ríos
La mayor temperatura y el exceso de fertilizantes han trastocado el ritmo de degradación de la materia orgánica en los cursos de agua de todo el mundo, alterando la liberación de dióxido de carbono
La vida en los ríos está cambiando. El ritmo de descomposición de la materia orgánica que llega hasta ellos se está viendo trastocado por el aumento de la temperatura y la mayor disponibilidad de nutrientes. Usando lienzo (el que utilizan los pintores), centenares de científicos han medido la ratio en la que el detrito vegetal se degrada en más de 500 cursos de agua de los seis continentes. Además de lograr un método estándar y válido para todo el planeta, los autores de esta enorme investigación han detectado los patrones globales por los que el carbono presente en hojas y demás residuos vegetales se libera en la atmósfera en forma de CO₂ o queda atrapado en el fondo de lagos y mares en los que mueren los ríos. El primero de los caminos acelera el cambio climático, el segundo, ayudaría a frenarlo.
Si los mares son las arterias del sistema circulatorio del planeta, los ríos son sus capilares. Hasta ellos llegan ingentes cantidades de materia orgánica desde los ecosistemas terrestres. Se estima que unos 720 millones de toneladas al año. Este detrito vegetal tiene varios destinos en su camino al mar. Buena parte queda incorporado en los microorganismos que lo degradan, en los microbios que se alimentan de los restos de plantas y forman la base de la cadena trófica, del ciclo de la vida. En este proceso de degradación de compuestos vegetales en sus componentes esenciales, llamado catabolismo, buena parte se libera en la atmósfera como dióxido de carbono o como metano, un gas de efecto invernadero mucho peor que el primero.
Un tercio de la materia orgánica acaba atrapada en las terminales de los ríos, como son las zonas inundables, los lagos y, en especial, los océanos durante décadas, siglos o milenios. El reparto depende del ritmo de descomposición, cuanto más rápida, menor porcentaje que queda atrapado y se mineraliza. Pero medir el ritmo de descomposición y hacerlo de forma universal y comparable parecía imposible. En él intervienen decenas de factores muy dependientes de condiciones locales, desde la acidez del suelo hasta la temperatura, pasando por las características de la hoja a degradar o los microorganismos existentes. Ahora, más de 800 experimentos en centenares de cursos de agua han encontrado, primero, un modelo para predecir la descomposición y después, con él, los patrones globales que la gobiernan. Y han liberado el modelo para su uso por el resto de científicos de su ámbito.
Del más de un centenar de variables que midieron en el trabajo, publicado en Science, comprobaron que la temperatura y la disponibilidad de nutrientes están entre las que más críticamente afectan en la velocidad de descomposición. La variable térmica podría explicar el principal patrón global que han observado: la ratio de descomposición orgánica aumenta a medida que baja la latitud. De ahí que los mayores ritmos de degradación las hayan encontrado en América central, África occidental (por donde discurre el gigantesco río Congo) o el sudeste asiático. “Pero la relación con la descomposición total no es tan directa”, añade Luz Boyero, del departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco y coautora de la investigación. Han observado que mientras la temperatura media del aire parece no cambiar el ritmo de degradación, sí lo hace la temperatura del agua.
Otra variable crítica es la presencia de nutrientes. Y ahí es donde entra en juego el lienzo, un “material estandarizado, con su porcentaje de celulosa y tensión del tejido determinados”, explica Antonio Camacho, catedrático de Ecología de la Universidad de Valencia, cuyo grupo de investigación ha participado en el estudio. “La celulosa es básicamente
La presencia de fósforo y nitrógeno es clave en la ratio de descomposición
Un grupo de científicos diseña una forma de medición universal con lienzo
carbono, pero para que la puedan degradar, los microorganismos necesitan de otros elementos no presentes en las plantas, como el nitrógeno o el fósforo”, añade. Buena parte de la llamada revolución verde —la expansión de la actividad agraria entre los sesenta y los ochenta— y del continuo aumento de la producción agrícola se debe al uso de fertilizantes. Pero una gran cantidad de ellos acaban en los ríos o lagos, dopando sus ecosistemas microscópicos en un proceso conocido como eutrofización, que se ha convertido en una amenaza global. El equipo de Camacho se fue a las cabeceras de los ríos para aislar la presencia natural de nutrientes de la antropogénica. “Así hemos podido determinar que la disponibilidad de elementos como el nitrógeno o el fósforo es crítica para la ratio de descomposición”, concluye.
Aunque intervienen muchos otros elementos, el impacto humano vía fertilizantes podría explicar algunos resultados del trabajo. La zona de los grandes lagos de América del Norte y los ríos de Europa central, estando en latitudes medias, degradan la materia orgánica casi al mismo ritmo que el río Congo o el Ganges, considerado uno de los más degradados del planeta. Mientras, las grandes masas de agua amazónicas, como el Orinoco o el Amazonas, tienen ratios comparativamente menores. ¿Qué tienen en común el Danubio, en Europa, y el Brahmaputra, en Asia? Discurren por zonas densamente pobladas mantenidas por la agricultura, con un abundante uso de fertilizantes. El patrón geográfico se completa con las latitudes más altas. Los ríos de Canadá, los países nórdicos y, en menor medida, los de Siberia, degradan la materia orgánica a un ritmo muy lento.
El estudio lo realizaron centenares de científicos con el mencionado lienzo. Este material se hace con fibras de algodón, ricas en celulosa, el polímero vegetal más presente en las plantas. Recurriendo a él, los científicos buscaban un método estándar válido para todo el planeta e independiente de variables locales. “La ratio de descomposición la determinamos con la pérdida de tensión de las tiras, indicación de que la celulosa se está degradando”, añade Camacho. El principal producto de esta degradación es el carbono. La repetición de estos experimentos con hojas de 35 géneros vegetales (unidos a datos previos de estudios locales) les ha permitido validar este método para predecir la ratio de descomposición de casi cualquier río.
El director del Instituto Catalán de Investigación del Agua, Vicenç Acuña, recuerda que “los árboles son un sumidero de CO₂, su madera retiene el carbono durante siglos, pero también están las hojas”. Y buena parte de la hojarasca acaba en los ríos. “Se creía que la mayoría acababa en otros sumideros de carbono, como el fondo de los lagos y océanos”, añade. “Pero ahora sabemos que se descompone en los ríos y el carbono llega a la atmósfera, retroalimentando el cambio climático”.