Experimento sin precedentes: los investigadores quieren predecir cómo responderá la Amazonía al cambio climático
El proyecto AmazonFACE se llevará a cabo en un emplazamiento experimental de la INPA situado en una zona de bosque amazónico maduro, a 80 km de Manaos.
Uno de los principales temores ante el cambio climático es que la selva amazónica sufra una transformación catastrófica si no se controlan la degradación y las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Lo que los investigadores denominan "punto de inflexión" provocaría la muerte masiva de la cubierta vegetal y haría que la región empeorara el calentamiento global en lugar de combatirlo.
Sin embargo, aún existen incertidumbres sobre cómo reaccionaría la Amazonía ante este escenario y muchos estudiosos se preguntan si existen factores capaces de aumentar la resistencia de la selva al cambio climático.
La búsqueda de una respuesta es la principal motivación del programa AmazonFACE, un experimento sin precedentes y a gran escala que pretende comprender concretamente cómo afecta el aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO²) a la atmósfera de la selva amazónica, a la biodiversidad que alberga y a los servicios ecosistémicos que este bioma presta a la humanidad.
"El carbono no es solo un gran villano del efecto invernadero. Es muy importante para la vida en el planeta tal como la conocemos y, para las plantas, ya que es esencial para la fotosíntesis", explica Sabrina Garcia, una de las integrantes del programa AmazonFACE, bióloga especializada en Clima y Medio Ambiente e investigadora en el área de ecología forestal, ecofisiología y fenología foliar.
Una de las teorías sobre el aumento de CO2 en la atmósfera es que, para la vegetación, este exceso puede suponer más recursos básicos para su desarrollo, lo que fortalecería y estimularía el crecimiento del bosque, así como su resistencia a las sequías. "Entender si esta fertilización por dióxido de carbono existe realmente y cómo influye en la respuesta de un bosque tropical al cambio climático es el principal objetivo", afirma García.
Vista de las obras de construcción de uno de los anillos que formarán parte de AmazonFACE. El experimento es el primero de este tipo realizado en un bosque tropical.
Qué es el programa AmazonFACE y cómo funciona
Realizado por el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (INPA), en colaboración con la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp), AmazonFACE contará con grandes y peculiares estructuras que expondrán una zona de bosque maduro de la Amazonia a una concentración de CO² un 50% superior a la que hay actualmente en la atmósfera. La cantidad actual en el medio ambiente es de unas 400 partes por millón (ppm), según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés).
En la práctica, explica García, la zona de estudio del proyecto debería enriquecerse con una concentración de 200 ppm de CO² por encima de lo normal para simular las predicciones del IPCC, que indican que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera debería alcanzar las 550 ppm a finales de este siglo.
"Cuando aumentas este aporte en la atmósfera es prácticamente seguro que aceleras el proceso de fotosíntesis y estimulas la producción de azúcar (glucosa) por parte de la planta", explica David Lapola, investigador del Centro de Investigación Meteorológica y Climática Aplicada a la Agricultura (CEPAGRI) de la Unicamp y miembro del comité científico de AmazonFACE.
Una vez que el carbono sobrante entra en la ecuación metabólica de la planta, queda por saber cómo se utilizará. Según Lapola, es como si las especies vegetales se hubieran sacado la lotería y ahora tuvieran que decidir dónde invertirán sus recursos extra.
"Lo que vamos a analizar son las posibilidades de utilización del carbono. Puede ir a las raíces, para que la absorción de nutrientes sea más eficaz, o a las hojas, para que reciban más luz, o, a largo plazo, servir para aumentar el stock de biomasa, fortaleciendo el tronco", ejemplifica el investigador.
Los investigadores analizarán el comportamiento de más de 400 especies vegetales dentro de los anillos de AmazonFACE. En la foto, el equipo está siendo utilizado para estudios preliminares durante la construcción de la estructura necesaria para el experimento.
La investigación estudiará cómo afecta el enriquecimiento en carbono al organismo de las especies vegetales, pero también rastreará los índices de carbono y nutrientes presentes en el suelo alrededor de los anillos de investigación.
Para ello, el experimento utilizará la tecnología FACE, acrónimo de Free-Air CO² Enrichment. Esta tecnología, según los investigadores entrevistados por National Geographic, ya se ha adoptado en experimentos en bosques templados de Estados Unidos y se utiliza actualmente en investigaciones en Sidney (Australia) y Birmingham (Reino Unido).
"Es la primera vez que esta tecnología se aplica en un bosque tropical, lo que añade el reto de analizar la respuesta de una enorme diversidad de especies vegetales", informa Lapola, y agrega: "Pero que podrá predecir de forma más asertiva la respuesta real al cambio climático de un bosque tan diverso como el Amazonas".
Situado a 80 kilómetros de Manaos, en un sitio experimental del INPA dirigido exclusivamente a la investigación científica, el estudio tendrá seis "anillos" de 30 metros de diámetro, cada uno rodeado por 16 torres de hasta 35 metros de altura, dispuestas en forma circular y conectadas a un tanque de almacenamiento de CO² líquido.
"Tres de estas parcelas recibirán aire enriquecido con carbono, mientras que las otras tres servirán de control, recibiendo únicamente CO² atmosférico ambiente. Así podremos saber exactamente qué cambios se están produciendo", explica García.
El experimento se encuentra en la fase inicial de construcción de la estructura necesaria. Las seis parcelas de AmazonFACE deberían entrar en funcionamiento en 2024 y se estudiarán durante 10 años.
Proyección gráfica de la estructura que delimitará los anillos del proyecto AmazonFACE. Cada uno de los anillos tendrá instalada al lado una grúa de 45 m de altura que, además de ayudar en la construcción de las torres, permitirá a los investigadores acceder a las copas de los árboles para realizar mediciones y estudios.
¿Cómo predecir el futuro de la Amazonia?
Junto con la recogida de datos sobre el terreno, en la que los investigadores analizarán el comportamiento de más de 400 especies vegetales dentro de los anillos de AmazonFACE, el experimento utilizará también un modelo de ecosistema diseñado específicamente para la selva tropical.
El modelo, que es un conjunto de algoritmos que hacen predicciones sobre la interacción entre los organismos y el medio ambiente, se llama Caetê, acrónimo de Modelo de Evaluación de Rasgos Funcionales del Carbono y el Ecosistema.
"El experimento en sí sería demasiado restringido para abordar el futuro de toda la cuenca del Amazonas", afirma Lapola. y continúa: "No solo porque es un territorio con diversos biomas, sino también por la cuestión del tiempo. El experimento durará como mucho 10 años, lo que no es muy significativo desde el punto de vista ecológico cuando hay árboles de 200, 400 años que se están estudiando".
El modelo del ecosistema se alimentará con datos sobre las condiciones ambientales, como las precipitaciones, la incidencia solar y los niveles de CO2. Con esta información, el algoritmo responde, por ejemplo, a cuál puede ser la tasa de fotosíntesis en esas condiciones y cuánto carbono puede almacenar el bosque. "También simularemos cómo afecta el aumento de CO2 a la transpiración de las plantas, que está directamente relacionada con el ciclo de lluvias del bosque", comenta el investigador de la Unicamp.
David Lapola observa la selva amazónica desde lo alto de la estructura inicial de uno de los anillos de AmazonFace. La estructura completa debería estar terminada y el experimento iniciado en 2024.
Con esto, el experimento aún puede refutar la hipótesis de que la crisis climática llevará a la transformación de la selva amazónica en una sabana, según las predicciones del IPCC y otros estudios científicos. "La enorme diversidad de especies y estrategias de adaptación en la Amazonia deja incertidumbres sobre el futuro. ¿Cambiará el bosque? ¿No lo hará? Aún tenemos muchas más preguntas que respuestas", afirma García.
Tal como sostiene Lapola, los datos sobre transpiración, por ejemplo, pueden indicar qué especies son más resistentes a un clima más seco. "Si hay más CO², la planta acaba transpirando menos, lo que genera menos lluvia. Esto puede conducir a una selección de especies más adaptadas a un clima seco, lo que significa una mayor resistencia del bosque al cambio climático", señala.
Incluso si se confirman las hipótesis de los investigadores, Lapola dice que los posibles escenarios no significan exactamente buenas noticias. Pero pueden indicar una imagen más fiable de lo que la crisis climática causará realmente a la selva amazónica.
