Los científicos están buscando formas de desarrollar aún más el potencial de carbono azul de los ecosistemas. [4] Sin embargo, la eficacia a largo plazo del carbono azul como solución de eliminación de dióxido de carbono está en debate. [5] [4] [6]
El término carbono azul profundo también se utiliza y se refiere al almacenamiento de carbono en las aguas profundas del océano. [7]
Definición
El IPCC define el carbono azul como: "Flujos y almacenamiento de carbono impulsados biológicamente en sistemas marinos que son susceptibles de gestión". [2] : 2220
Otra definición dice: "El carbono azul se refiere al carbono orgánico capturado y almacenado por los océanos y los ecosistemas costeros, particularmente por los ecosistemas costeros con vegetación: praderas marinas, marismas y bosques de manglares". [8]
El carbono azul costero se centra en "la vegetación arraigada en la zona costera, como las marismas , los manglares y las praderas marinas ". Las praderas marinas, las marismas y los manglares a veces se denominan "bosques azules" en contraste con los "bosques verdes" terrestres. [9] [10]
El carbono azul profundo se encuentra en alta mar, más allá de las jurisdicciones nacionales. [11] Incluye el carbono contenido en " las aguas de la plataforma continental , las aguas de aguas profundas y el fondo marino debajo de ellas" y constituye el 90% de todo el carbono del océano. [12] El carbono azul profundo se considera generalmente "menos susceptible de gestión" y desafiante debido a la falta de datos "relacionados con la permanencia de sus reservas de carbono". [3] : 764
Papel en el contexto del cambio climático
El término carbono azul se acuñó en 2009. [13] [8] En ese momento, el término se acuñó para resaltar que los ecosistemas costeros con vegetación tienen una contribución desproporcionadamente grande al secuestro global de carbono . [8] Otros usan el término para describir el carbono capturado por todo el océano, no solo por los ecosistemas costeros. [14] El papel del carbono azul en la mitigación y adaptación al cambio climático ha alcanzado ahora prominencia internacional. [8]
Los manglares, las marismas y las praderas marinas pueden almacenar carbono y son sumideros de carbono muy eficientes . Captan CO 2 de la atmósfera secuestrando el carbono en los sedimentos subyacentes, en la biomasa subterránea y subterránea y en la biomasa muerta. [15]
Una de las principales preocupaciones con el carbono azul es que la tasa de pérdida de estos importantes ecosistemas marinos es mucho mayor que la de cualquier otro ecosistema del planeta, incluso en comparación con las selvas tropicales . Las estimaciones actuales sugieren una pérdida de entre el 2% y el 7% por año, lo que no solo representa una pérdida de secuestro de carbono, sino también una pérdida de hábitat que es importante para la gestión del clima, la protección costera y la salud. [dieciséis]
Estimaciones del valor económico de los ecosistemas de carbono azul por hectárea. Basado en datos de 2009 de PNUMA/GRID-Arendal. [17] [18]
A medida que los hábitats que secuestran carbono se alteran y disminuyen, esa cantidad almacenada de C se libera a la atmósfera, continuando el actual ritmo acelerado de cambio climático . 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. La disminución de los hábitats costeros con vegetación se observa en todo el mundo.
Cuantificar las tasas de disminución es difícil de calcular; sin embargo, los investigadores han estimado mediciones que indican que si los ecosistemas de carbono azul continúan disminuyendo, por diversas razones, entre el 30% y el 40% de las marismas y pastos marinos y aproximadamente el 100% de los manglares podrían desaparecer. en el próximo siglo. [19]
Las razones de la disminución de los manglares, pastos marinos y marismas incluyen cambios en el uso de la tierra, efectos relacionados con el clima y la sequía, la construcción de represas en las cuencas, la convergencia con 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 conducir a disminuciones significativas en la disponibilidad de hábitat y, por lo tanto, a aumentos en el C liberado de los sedimentos.
A medida que se agudicen los efectos antropogénicos y el cambio climático, la eficacia de los sumideros de carbono azul disminuirá y las emisiones de CO 2 aumentarán aún más. Los datos sobre las tasas a las que se libera CO 2 a la atmósfera no son sólidos actualmente; sin embargo, se están realizando investigaciones para recopilar mejor información para analizar las tendencias. La pérdida de biomasa subterránea (raíces y rizomas) permitirá que se emita CO 2 convirtiendo estos hábitats en fuentes en lugar de sumideros de carbono. [20]
Las investigaciones realizadas en suelos de manglares del Mar Rojo han demostrado que los aumentos en la carga de nutrientes en estos suelos no aumentan la mineralización de carbono y la posterior liberación de CO 2 . [22] No se encontró que este efecto neutral de la fertilización fuera cierto en todos los tipos de bosques de manglares. Las tasas de captura de carbono también aumentaron en estos bosques debido al aumento de las tasas de crecimiento de los manglares. En los bosques con aumentos en la respiración también hubo aumentos en el crecimiento de los manglares de hasta seis veces la tasa normal. [23]
Las marismas , ecosistemas intermareales dominados por vegetación herbácea , se pueden encontrar a nivel mundial en las costas desde el ártico hasta los subtrópicos. En los trópicos, las marismas son reemplazadas por manglares como vegetación costera dominante. [24]
Las marismas tienen una alta productividad, con una gran parte de la producción primaria en biomasa subterránea. [24] Esta biomasa subterránea puede formar depósitos de hasta 8 m de profundidad. [24] Las marismas proporcionan un hábitat valioso para plantas, aves y peces juveniles, protegen el hábitat costero de marejadas ciclónicas e inundaciones y pueden reducir la carga de nutrientes en las aguas costeras. [25] De manera similar a los hábitats de manglares y pastos marinos, las marismas también sirven como importantes sumideros de carbono . [26] Las marismas secuestran C en la biomasa subterránea debido a las altas tasas de sedimentación orgánica y descomposición dominada por anaeróbicas . [26] Las marismas cubren aproximadamente entre 22.000 y 400.000 km 2 en todo el mundo, con una tasa de entierro de carbono estimada de 210 g C m −2 año −1 . [24]
Es posible que las marismas no sean extensas en todo el mundo en relación con los bosques, pero tienen una tasa de enterramiento de C que es más de 50 veces más rápida que la de los bosques tropicales. Se han estimado tasas de entierro de hasta 87,2 ± 9,6 Tg C año -1 , que es mayor que la de los bosques tropicales, 53 ± 9,6 Tg C año -1 . [20] Desde el siglo XIX, las marismas han sido perturbadas debido al desarrollo y a la falta de comprensión de su importancia. La disminución del 25% desde entonces ha llevado a una disminución en el área potencial de sumidero de C junto con la liberación de C una vez enterrado. Las consecuencias de la degradación cada vez mayor del hábitat de las marismas son una disminución en las existencias de C en los sedimentos, una disminución en la biomasa vegetal y, por lo tanto, una disminución en la fotosíntesis, que reduce la cantidad de CO 2 absorbida por las plantas, la imposibilidad de que el C de las hojas de las plantas se transfiera al sedimento, la posible aceleración de los procesos erosivos debido a la falta de biomasa vegetal y la aceleración de la liberación de C enterrado a la atmósfera. [20]
Las marismas mareales han sido impactadas por los humanos durante siglos, incluyendo modificaciones para pastoreo, producción de heno, recuperación para agricultura, desarrollo y puertos, estanques de evaporación para producción de sal, modificaciones para acuicultura , control de insectos, energía mareomotriz y protección contra inundaciones. [27] Las marismas también son susceptibles a la contaminación por petróleo, productos químicos industriales y, más comúnmente, a la eutrofización . Las especies introducidas, el aumento del nivel del mar, la represa de los ríos 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. [28]
A nivel mundial, los manglares almacenaron 4,19 ± 0,62 Pg (IC 95%) de carbono en 2012, y Indonesia, Brasil, Malasia y Papúa Nueva Guinea representaron más del 50% del stock mundial. [29] 2,96 ± 0,53 Pg de las reservas globales de carbono están contenidos en el suelo y 1,23 ± 0,06 Pg en la biomasa viva. [29] De estos 1,23 Pg, aproximadamente 0,41 ± 0,02 Pg se encuentran en la biomasa subterránea en el sistema radicular y aproximadamente 0,82 ± 0,04 Pg se encuentran en la biomasa viva aérea. [29]
Se estima que la cubierta mundial de manglares se situó entre 83.495 km 2 y 167.387 km 2 en 2012, y que Indonesia contenía aproximadamente el 30 % de toda la superficie mundial de bosques de manglares. [30] Los bosques de manglares son responsables de aproximadamente el 10% del entierro de carbono global, [31] con una tasa de entierro de carbono estimada de 174 g C m −2 año −1 . [32]
Los manglares, al igual que las praderas marinas, tienen potencial para altos niveles de secuestro de carbono. Representan el 3% del secuestro global de carbono por los bosques tropicales y el 14% del entierro de carbono del océano costero global. [33]
Los manglares se ven naturalmente perturbados por inundaciones, tsunamis , tormentas costeras como ciclones y huracanes , rayos, enfermedades y plagas, y cambios en la calidad o temperatura del agua. [32] Aunque son resistentes a muchas de estas perturbaciones naturales, son muy susceptibles a los impactos humanos, incluido el desarrollo urbano, la acuicultura , la minería y la sobreexplotación de mariscos, crustáceos, peces y madera. [34] [32] Los manglares proporcionan servicios ecosistémicos y secuestro de carbono de importancia mundial y, por lo tanto, son un hábitat importante para conservar y reparar cuando sea posible. [35] [36]
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 influye en la salud del hábitat de los manglares, ya que los arrecifes reducen la energía de las olas a un nivel al que los manglares son más tolerantes.
(A) monte submarino no arrastrado y (B) monte submarino arrastrado. La pesca de arrastre de fondo ha destruido muchos hábitats costeros.
Aunque los pastos marinos representan sólo el 0,1% del área del fondo del océano, representan aproximadamente entre el 10 y el 18% del total del carbono sepultado en el océano. [37] Actualmente se estima que las praderas mundiales de pastos marinos almacenan hasta 19,9 Pg (gigatones o mil millones de toneladas) de carbono orgánico. [37] Se ha prestado considerable atención a cómo el cultivo de algas a gran escala en mar abierto puede actuar como una forma de secuestro de carbono. [38] [39] Los estudios han demostrado que los bosques de algas marinas cercanos a la costa constituyen una fuente de carbono azul, ya que las corrientes de olas transportan los detritos de algas hacia el océano medio y profundo, secuestrando así carbono. [38] [40] [41] [42]
El carbono se acumula principalmente en los sedimentos marinos , que son anóxicos y, por lo tanto, preservan continuamente el carbono orgánico a partir de escalas de tiempo de décadas a milenios. Las altas tasas de acumulación, el bajo nivel de oxígeno, la baja conductividad de los sedimentos y las tasas de descomposición microbiana más lentas fomentan el entierro y la acumulación de carbono en estos sedimentos costeros. [43]
En comparación con los hábitats terrestres que pierden reservas de carbono en forma de CO 2 durante la descomposición o por perturbaciones 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 marinas varían según la especie, las características del sedimento y la profundidad de los hábitats, pero en promedio la tasa de entierro de carbono es de aproximadamente 138 g C m −2 año −1 . [44]
Los hábitats de pastos marinos están amenazados por la eutrofización costera , el aumento de la temperatura del agua de mar, [43] el aumento de la sedimentación y el desarrollo costero, [44] y el aumento del nivel del mar , que puede disminuir la disponibilidad de luz para la fotosíntesis . La pérdida de pastos marinos se ha acelerado en las últimas décadas, del 0,9% anual antes de 1940 al 7% anual en 1990, aproximadamente 1/3 de la pérdida global desde la Segunda Guerra Mundial. [45] La disminución de las praderas marinas se debe a una serie de factores que incluyen sequía, problemas de calidad del agua, prácticas agrícolas, especies invasoras, patógenos, pesca y cambio climático. [46]
Los científicos alientan la protección y la investigación continua de estos ecosistemas para el almacenamiento de carbono orgánico, hábitat valioso y otros servicios ecosistémicos.
Se descubrió que las praderas de pastos marinos restauradas comenzaron a secuestrar carbono en los sedimentos en aproximadamente cuatro años. Este fue el tiempo necesario para que la pradera alcanzara una densidad de brotes suficiente para provocar la deposición de sedimentos. [47]
Océano profundo
Carbono Azul a nivel oceánico costero, medio y profundo. [48]
Las capas más profundas del océano están muy insaturadas en CO 2 y sus formas disueltas, ácido carbónico y bicarbónico, y sus sales. [49] A profundidades superiores a 3 km, el CO 2 se licua y se hunde en el fondo marino debido a que tiene una mayor densidad que el agua de mar circundante. Los modelos matemáticos han demostrado que el CO 2 almacenado en sedimentos de aguas profundas a más de 3 km podría proporcionar un almacenamiento geológico permanente [50] incluso con grandes perturbaciones geomecánicas. El almacenamiento en las profundidades del océano puede representar un sumidero potencial para grandes cantidades de CO 2 antropogénico . [51] Otras técnicas de almacenamiento de carbono en aguas profundas que se están explorando actualmente incluyen el cultivo de algas y algas, la fertilización de los océanos , la surgencia artificial y el almacenamiento de basalto .
La terminología de carbono azul profundo se ha utilizado de pasada ya en 2017. [52] El Ocean Frontier Institute la ha convertido en una pieza central de su participación en la COP27 . [53] Está invirtiendo importantes recursos en la investigación profunda del carbono azul. [54] En términos de secuestro neto de carbono nuevo, el carbono azul profundo ofrece un potencial estimado entre 10 y 20 veces mayor que el carbono azul costero para lograr objetivos netos cero. [55] Todavía faltan datos en este ámbito, además de preocupaciones financieras, ecológicas y medioambientales. [54] Los avances en la investigación y las capacidades técnicas están aumentando el interés internacional en este tipo de almacenamiento. [56] [11] [57]
Proyectos de ejemplo
Microsoft y Running Tide firmaron un acuerdo de dos años en 2023 para eliminar hasta 12.000 toneladas de carbono a través de un sistema de eliminación de carbono basado en el océano. [58]
En Canadá, está en marcha un proyecto del Observatorio de Carbono del Atlántico Norte (NACO) para establecer una medición precisa de la capacidad del océano para seguir absorbiendo carbono, con especial énfasis en la capacidad azul profunda. [59] [60]
En Dinamarca, está en marcha el proyecto "Greensand" para capturar carbono en origen y depositarlo en las regiones de color azul profundo del Mar del Norte, creando un " cementerio de CO 2 ". Se espera que el proyecto almacene hasta ocho millones de toneladas de CO 2 por año para 2030. [61]
Un proyecto de restauración en Australia del Sur cubrirá 2.000 ha (4.900 acres) de manglares, marismas y pastos marinos que se extenderán 700 km (430 millas) en el golfo de San Vicente y el golfo de Spencer en Australia del Sur . El proyecto también analizará diversas posibilidades para asegurar la enorme extensión de ecosistemas de carbono azul existentes. [62]
En Corea del Sur, las macroalgas se han utilizado como parte de un programa de mitigación del cambio climático. El país ha establecido el Cinturón Costero de Eliminación de CO 2 (CCRB), que está compuesto por ecosistemas artificiales y naturales. El objetivo es capturar carbono utilizando grandes áreas de bosque de algas . [63]
La permacultura marina también fija carbono en proyectos de bosques de algas marinas en alta mar en Tasmania y Filipinas, con uso potencial desde los trópicos hasta los océanos templados. [64]
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