El carbono negro hallado en el río Amazonas revela incendios recientes en la selva

En el marco de un estudio internacional, se cuantificó y se caracterizó el carbón y el hollín producidos por la quema incompleta de árboles que llegan a las aguas del río y son transportados hacia el Atlántico

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – Más allá de los rastros de destrucción de la selva, los incendios en la Amazonia dejan vestigios en el río Amazonas y en sus afluentes. La quema incompleta de la madera de los árboles resulta en la producción de un tipo de carbono –conocido como carbono negro– que llega a las aguas del río bajo las formas de carbón y hollín y es transportado hacia el océano Atlántico como carbono orgánico disuelto.

Un grupo internacional de investigadores ha cuantificado y caracterizado por primera vez el carbono negro que fluye por el río Amazonas. Los resultados de este estudio, publicado en la revista Nature Communications, demostraron que la mayor parte de ese material transportado al océano es “joven”, lo cual sugiere que fue producido por incendios recientes en la selva.

“Constatamos mediante análisis de datación radiométrica [un método en el cual se emplea el radioisótopo de existencia natural carbono-14 para determinar la edad de materiales carbonáceos de hasta 60 mil años aproximadamente] y de composición molecular que la mayor proporción del carbono negro que hallamos en el río Amazonas fue producida durante los últimos años por la quema de árboles”, dijo Jeffrey Edward Richey, docente de la Universidad de Washington, Estados Unidos, y uno de los autores del estudio.

Richey, investigador visitante del Centro de Energía Nuclear en Agricultura de la Universidad de São Paulo (Cena-USP), llevó adelante durante los últimos cinco años un proyecto que contó con el apoyo de la FAPESP en la modalidad São Paulo Excellence Chair (SPEC), cuyo objetivo consistió en dilucidar el papel de la cuenca del Amazonas en el ciclo de carbono global.

Durante ese proyecto, los científicos recolectaron muestras de carbono negro disuelto en el canal principal del río Amazonas y en cuatro de sus afluentes –los ríos Negro, Madeira, Trombetas y Tapajós– en noviembre de 2015, durante una de las estaciones más secas en la región.

Se optó por ese período para la realización del estudio pues el flujo de agua estaba bajo y la conectividad del río Amazonas con su planicie inundable quedó limitada. “Esto nos permitió obtener únicamente muestras de agua permanente e identificar con mayor precisión las fuentes de carbono negro en la cuenca hidrográfica”, afirmó Richey.

Marcadores moleculares

La concentración y el contenido de carbono-14 en las muestras se midieron con marcadores moleculares tales como los ácidos policarboxílicos, liberados debido a la oxidación de hidrocarburos policíclicos aromáticos del carbono negro.

Las mediciones cuantitativas de los marcadores se combinaron con la caracterización molecular de las muestras aplicando técnicas de espectrometría de masas de ultra alta resolución.

Los resultados de los análisis revelaron que el carbono negro disuelto en el río Amazonas y sus afluentes y transportado hacia el océano generalmente es “joven”, pero pasa por un proceso de envejecimiento a medida que avanza en dirección hacia el mar.

Las muestras recolectadas más lejos del océano Atlántico, en Óbidos (un municipio del estado de Pará), por ejemplo, son más jóvenes. En tanto, el material hallado más cerca del océano es de más larga data.

“Esto sugiere que el envejecimiento del carbono negro puede ocurrir a lo largo del trayecto entre la tierra, el río y el océano, y que los componentes más reactivos pueden removerse durante el transporte de ese material”, dijo Richey.

“El material más reciente podría entrar en un proceso de mineralización hasta llegar al océano, lo que provocaría una alteración de su perfil molecular, al dejarlo con una señal que indica que es más antiguo. Pero aún existen diversos aspectos del almacenamiento y del transporte de ese material de la tierra al río y después hacia el océano que debemos entender mejor”, ponderó.

En el marco de un nuevo proyecto, también con el apoyo de la FAPESP, los científicos pretenden efectuar una mayor cantidad de mediciones con el objetivo de compararlas con las que realizaron en 2015. De este modo, será posible identificar si la producción de carbono negro “joven” y, por consiguiente, los incendios en la selva, han aumentado durante los últimos años.

“Existe una gran preocupación con los incendios recientes en la Amazonia en lo que concierne al destino de ese carbono generado. Una parte va a parar a la atmósfera bajo la forma de dióxido de carbono, pero otra gran parte queda retenida en la tierra o en el agua bajo la forma de carbono negro”, dijo Richey.

Una fuente mayor de materia orgánica

De acuerdo con los investigadores, el río Amazonas es responsable de una quinta parte de la descarga global de agua dulce en el Atlántico, y constituye la mayor fuente única de materia orgánica terrestre en el océano, con una exportación anual promedio de entre 22 y 27 teragramos (27 millones de toneladas) de carbono negro. Por eso es un sistema crucial para entender el transporte y el ciclo de este tipo de carbono, el más estable de la naturaleza.

El carbono negro, un componente abundante y lento en el ciclo del carbono, hace las veces de sumidero de carbono de la biósfera, al remover este compuesto en procesos más rápidos entre la atmósfera y la biósfera y secuestrarlo en reservorios sedimentarios.

El conocimiento referente al origen, la dinámica y el destino de este material es fundamental para el desarrollo de modelos que puedan prever las interacciones entre los cambios climáticos y el ciclo global del carbono, consignó Richey.

“Nuestra comprensión del papel del carbono negro en el ciclo del carbono a escala regional y global aún es escaso, debido en gran medida a limitaciones referentes al procesamiento, la calidad y el destino del carbono negro disuelto durante su exportación desde los ríos hacia el océano”, afirmó el investigador.

“Necesitamos saber cuánto tiempo tardará hasta que el carbono negro que se generó en los incendios recientes en la selva llegue al río Amazonas, por ejemplo”, añadió.

Puede leerse el artículo intitulado Marked isotopic variability within and between the Amazon River and marine dissolved black carbon pools (DOI: 10.1038/s41467-019-11543-9), de Alysha I. Coppola, Michael Seidel, Nicholas D. Ward, Daniel Viviroli, Gabriela S. Nascimento, Negar Haghipour, Brandi N. Revels, Samuel Abiven, Matthew W. Jones, Jeffrey E. Richey, Timothy I. Eglinton, Thorsten Dittmar y Michael W. I. Schmidt, en la revista Nature Communications, en el siguiente enlace: www.nature.com/articles/s41467-019-11543-9.