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Sumidero de carbono

Los sumideros de carbono (barras verdes a la derecha) eliminan carbono de la atmósfera, mientras que las fuentes de carbono ( emisiones de gases de efecto invernadero ) (barras grises a la izquierda) lo agregan. Desde la década de 1850, hay más fuentes de carbono que sumideros y, por tanto, el dióxido de carbono en la atmósfera terrestre está aumentando. [1]

Un sumidero de carbono es un proceso de secuestro de carbono natural o artificial que "elimina  de la atmósfera un gas de efecto invernadero , un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero ". [2] : 2249  Estos sumideros forman una parte importante del ciclo natural del carbono . Un término general es depósito de carbono , que son todos los lugares donde puede haber carbono en la Tierra , es decir, la atmósfera , los océanos , el suelo , la flora , los depósitos de combustibles fósiles , etc. Un sumidero de carbono es un tipo de depósito de carbono que tiene la capacidad de absorber más carbono de la atmósfera del que libera.

A nivel mundial, los dos sumideros de carbono más importantes son la vegetación y el océano . [3] El suelo es un importante medio de almacenamiento de carbono. Gran parte del carbono orgánico retenido en el suelo de las zonas agrícolas se ha agotado debido a la agricultura intensiva . El carbono azul designa el carbono que se fija a través de determinados ecosistemas marinos . El carbono azul costero incluye manglares , marismas y praderas marinas . Estos constituyen la mayor parte de la vida vegetal oceánica y almacenan grandes cantidades de carbono. El carbono azul profundo se encuentra en aguas internacionales e incluye el carbono contenido en "las aguas de la plataforma continental, las aguas de aguas profundas y el fondo marino debajo de ellas". [4]

Para fines de mitigación del cambio climático , es importante mejorar los sumideros naturales de carbono, principalmente suelos y bosques. [5] En el pasado, las prácticas humanas como la deforestación y la agricultura industrial han agotado los sumideros naturales de carbono. Este tipo de cambio de uso de la tierra ha sido una de las causas del cambio climático .

Definición

En el contexto del cambio climático y, en particular , de su mitigación , un sumidero se define como "cualquier proceso, actividad o mecanismo que elimina un gas de efecto invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero de la atmósfera". [2] : 2249 

En el caso de los gases de efecto invernadero distintos del CO 2 , no es necesario que los sumideros almacenen el gas. En cambio, pueden descomponerlo en sustancias que tienen un efecto reducido sobre el calentamiento global. Por ejemplo, el óxido nitroso se puede reducir a N 2 inofensivo . [6] [7]

Los términos relacionados son "reservorio de carbono, reservorio, secuestro , fuente y absorción". [2] : 2249  La misma publicación define el depósito de carbono como "un depósito en el sistema terrestre donde elementos, como el carbono [...], residen en diversas formas químicas durante un período de tiempo". [2] : 2244 

Tanto los reservorios de carbono como los sumideros de carbono son conceptos importantes para comprender el ciclo del carbono , pero se refieren a cosas ligeramente diferentes. Se puede considerar un depósito de carbono como el término general, y el sumidero de carbono es entonces un tipo particular de depósito de carbono: [ cita necesaria ] Un depósito de carbono son todos los lugares donde se puede almacenar carbono (por ejemplo, la atmósfera, los océanos, el suelo, plantas y combustibles fósiles). [2] : 2244 

Tipos

La cantidad de dióxido de carbono varía naturalmente en un equilibrio dinámico con la fotosíntesis de las plantas terrestres. Los sumideros naturales de carbono son:

Los sumideros de carbono artificiales son aquellos que almacenan carbono en materiales de construcción o en las profundidades del subsuelo ( secuestro geológico de carbono ). [9] [10] Ningún sistema artificial importante elimina todavía el carbono de la atmósfera a gran escala. [11]

La conciencia pública sobre la importancia de los sumideros de CO 2 ha aumentado desde la aprobación del Protocolo de Kyoto de 1997 , que promueve su uso como forma de compensación de carbono . [12]

Sumideros de carbono naturales

Este diagrama del ciclo rápido del carbono muestra el movimiento de carbono entre la tierra, la atmósfera, el suelo y los océanos en miles de millones de toneladas de carbono por año. Los números amarillos son flujos naturales, los rojos son contribuciones humanas en miles de millones de toneladas de carbono por año. Los números blancos indican carbono almacenado.

Suelos

Los suelos representan un medio de almacenamiento de carbono a corto y largo plazo y contienen más carbono que toda la vegetación terrestre y la atmósfera combinadas. [13] [14] [15] La hojarasca y otra biomasa , incluido el carbón, se acumulan como materia orgánica en los suelos y se degradan por la meteorización química y la degradación biológica . Los polímeros de carbono orgánicos más recalcitrantes , como la celulosa , la hemicelulosa , la lignina , los compuestos alifáticos, las ceras y los terpenoides , se retienen colectivamente como humus . [dieciséis]

La materia orgánica tiende a acumularse en la basura y los suelos de regiones más frías como los bosques boreales de América del Norte y la Taiga de Rusia . La hojarasca y el humus se oxidan rápidamente y se retienen mal en condiciones climáticas tropicales y subtropicales debido a las altas temperaturas y la extensa lixiviación causada por las lluvias. Las zonas donde se practican cultivos migratorios o agricultura de tala y quema generalmente sólo son fértiles durante dos o tres años antes de ser abandonadas. Estas selvas tropicales son similares a los arrecifes de coral en el sentido de que son muy eficientes a la hora de conservar y hacer circular los nutrientes necesarios, lo que explica su exuberancia en un desierto de nutrientes. [17]

Los pastizales contribuyen a la materia orgánica del suelo , almacenada principalmente en sus extensas esteras fibrosas de raíces. Debido en parte a las condiciones climáticas de estas regiones (por ejemplo, temperaturas más frías y condiciones semiáridas a áridas), estos suelos pueden acumular cantidades significativas de materia orgánica. Esto puede variar según las precipitaciones, la duración de la temporada invernal y la frecuencia de los incendios de pasto provocados por rayos que ocurren naturalmente . Si bien estos incendios liberan dióxido de carbono, mejoran la calidad de los pastizales en general, lo que a su vez aumenta la cantidad de carbono retenido en el material húmico. También depositan carbono directamente en el suelo en forma de biocarbón que no se degrada significativamente a dióxido de carbono. [18]

Gran parte del carbono orgánico retenido en muchas zonas agrícolas de todo el mundo se ha agotado gravemente debido a las prácticas agrícolas intensivas . [19] Desde la década de 1850, una gran proporción de los pastizales del mundo han sido labrados y convertidos en tierras de cultivo, lo que ha permitido la rápida oxidación de grandes cantidades de carbono orgánico del suelo. Los métodos que mejoran significativamente el secuestro de carbono en el suelo se denominan cultivo de carbono . Incluyen, por ejemplo , la agricultura sin labranza , la cobertura de residuos, los cultivos de cobertura y la rotación de cultivos .

Bosques

Proporción de reservas de carbono en reservorios de carbono forestal, 2020 [20]
La reforestación y la reducción de la deforestación pueden aumentar el secuestro de carbono de varias maneras. Pandani (Richea pandanifolia) cerca del lago Dobson, Parque Nacional Mount Field , Tasmania, Australia
Se argumenta que la transferencia de derechos sobre la tierra a los habitantes indígenas permite conservar los bosques de manera eficiente.

Los bosques son una parte importante del ciclo global del carbono porque los árboles y las plantas absorben dióxido de carbono mediante la fotosíntesis . Por lo tanto, juegan un papel importante en la mitigación del cambio climático . [21] : 37  Al eliminar el dióxido de carbono , gas de efecto invernadero, del aire, los bosques funcionan como sumideros de carbono terrestres, lo que significa que almacenan grandes cantidades de carbono en forma de biomasa, que abarca raíces, tallos, ramas y hojas. A lo largo de su vida, los árboles continúan secuestrando carbono, almacenando CO 2 atmosférico a largo plazo. [22] La gestión forestal sostenible , la forestación y la reforestación son, por tanto, contribuciones importantes a la mitigación del cambio climático.

Una consideración importante en tales esfuerzos es que los bosques pueden pasar de ser sumideros a fuentes de carbono. [23] [24] [25] En 2019, los bosques absorbieron un tercio menos de carbono que en la década de 1990, debido al aumento de las temperaturas, las sequías y la deforestación . El bosque tropical típico puede convertirse en una fuente de carbono para la década de 2060. [26]

Los investigadores han descubierto que, en términos de servicios ambientales, es mejor evitar la deforestación que permitirla para luego reforestar, ya que lo primero conduce a efectos irreversibles en términos de pérdida de biodiversidad y degradación del suelo . [27] Además, la probabilidad de que el carbono heredado se libere del suelo es mayor en los bosques boreales más jóvenes. [28] Las emisiones globales de gases de efecto invernadero causadas por los daños a los bosques tropicales pueden haberse subestimado sustancialmente hasta alrededor de 2019. [29] Además, los efectos de la forestación y la reforestación serán más lejanos en el futuro que mantener intactos los bosques existentes. [30] Se necesita mucho más tiempo –varias décadas– para que los beneficios del calentamiento global se manifiesten en los mismos beneficios del secuestro de carbono de los árboles maduros en los bosques tropicales y, por tanto, de la limitación de la deforestación. [31] Por lo tanto, los científicos consideran que "la protección y recuperación de los ecosistemas ricos en carbono y de larga vida, especialmente los bosques naturales" es "la principal solución climática ". [32]

La plantación de árboles en cultivos marginales y pastos ayuda a incorporar carbono del CO atmosférico
2en biomasa . [33] [34] Para que este proceso de secuestro de carbono tenga éxito, el carbono no debe regresar a la atmósfera a partir de la quema de biomasa o la pudrición cuando los árboles mueren. [35] A tal fin, las tierras asignadas a los árboles no deben destinarse a otros usos. Alternativamente, la madera procedente de ellos debe ser secuestrada, por ejemplo, mediante biocarbón , bioenergía con captura y almacenamiento de carbono , vertederos o almacenarse para su uso en la construcción.

Océano profundo, marismas, manglares y pastos marinos

Formas en que un hábitat de carbono azul puede influir en la concentración de carbono y el futuro secuestro de carbono en un hábitat de carbono azul adyacente [36]

El carbono azul es un concepto dentro de la mitigación del cambio climático que se refiere a "los flujos de carbono impulsados ​​biológicamente y su almacenamiento en sistemas marinos que son susceptibles de gestión". [37] : 2220  Más comúnmente, se refiere al papel que las marismas , los manglares y las praderas marinas pueden desempeñar en el secuestro de carbono . [37] : 2220  Estos ecosistemas pueden desempeñar un papel importante para la mitigación del cambio climático y la adaptación basada en ecosistemas . Sin embargo, cuando los ecosistemas de carbono azul se degradan o se pierden, liberan carbono a la atmósfera, lo que aumenta las emisiones de gases de efecto invernadero . [37] : 2220 

Los métodos para la gestión del carbono azul entran en la categoría de " métodos de eliminación biológica de dióxido de carbono (CDR) basados ​​en el océano". [38] : 764  Son un tipo de fijación biológica de carbono .

Los científicos están buscando formas de desarrollar aún más el potencial de carbono azul de los ecosistemas. [39] Sin embargo, la eficacia a largo plazo del carbono azul como solución de eliminación de dióxido de carbono está en debate. [40] [39] [41]

El término carbono azul profundo también se utiliza y se refiere al almacenamiento de carbono en las aguas profundas del océano. [42]

Mejorar los sumideros de carbono naturales

Propósito en el contexto del cambio climático

Alrededor del 58% de las emisiones de CO 2 han sido absorbidas por sumideros de carbono , incluido el crecimiento de las plantas, la absorción del suelo y la absorción de los océanos ( Presupuesto Mundial de Carbono 2020 ).

Una importante medida de mitigación es "preservar y mejorar los sumideros de carbono". [43] Esto se refiere a la gestión de los sumideros naturales de carbono de la Tierra de manera que preserve o aumente su capacidad para eliminar CO 2 de la atmósfera y almacenarlo de forma duradera. Los científicos también llaman a este proceso secuestro de carbono . En el contexto de la mitigación del cambio climático, el IPCC define un sumidero como "cualquier proceso, actividad o mecanismo que elimina de la atmósfera un gas de efecto invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero". [44] : 2249  A nivel mundial, los dos sumideros de carbono más importantes son la vegetación y el océano . [45]

Para mejorar la capacidad de los ecosistemas para secuestrar carbono, son necesarios cambios en la agricultura y la silvicultura. [46] Algunos ejemplos son prevenir la deforestación y restaurar los ecosistemas naturales mediante la reforestación . [47] : 266  Los escenarios que limitan el calentamiento global a 1,5 °C normalmente proyectan el uso a gran escala de métodos de eliminación de dióxido de carbono durante el siglo XXI. [48] ​​: 1068  [49] : 17  Existen preocupaciones sobre la excesiva dependencia de estas tecnologías y sus impactos ambientales. [49] : 17  [50] : 34  Pero la restauración de ecosistemas y la reducción de la conversión se encuentran entre las herramientas de mitigación que pueden generar la mayor reducción de emisiones antes de 2030. [43] : 43 

Las opciones de mitigación terrestres se denominan "opciones de mitigación AFOLU" en el informe de mitigación del IPCC de 2022. La abreviatura significa "agricultura, silvicultura y otros usos de la tierra" [43] : 37  El informe describió el potencial de mitigación económica de las actividades relevantes en torno a los bosques y ecosistemas de la siguiente manera: "la conservación, la mejora de la gestión y la restauración de los bosques y otros ecosistemas ( humedales costeros, turberas , sabanas y pastizales)". Se encuentra un alto potencial de mitigación para reducir la deforestación en las regiones tropicales. Se ha estimado que el potencial económico de estas actividades es de 4,2 a 7,4 gigatoneladas de dióxido de carbono equivalente (GtCO 2 -eq) por año. [43] : 37 

Técnicas de secuestro de carbono en los océanos

Para mejorar los procesos de secuestro de carbono en los océanos se han propuesto las siguientes tecnologías, pero hasta ahora ninguna ha logrado una aplicación a gran escala: cultivo de algas marinas , fertilización de los océanos , afloramiento artificial , almacenamiento de basalto, mineralización y sedimentos de aguas profundas, adición de bases para neutralizar ácidos. Se ha abandonado la idea de la inyección directa de dióxido de carbono en las profundidades del mar . [51]

Sumideros de carbono artificiales

Secuestro de carbono geológico

Edificios de madera

Mjøstårnet , uno de los edificios de madera más altos, en su inauguración en 2019

La adopción generalizada de madera en masa y su papel en la sustitución del acero y el hormigón en nuevos proyectos de construcción de media altura en las próximas décadas tiene el potencial de convertir los edificios de madera en sumideros de carbono, ya que almacenan el dióxido de carbono absorbido del aire por Árboles que se cosechan y utilizan como madera en masa. [9] Esto podría resultar en almacenar entre 10 millones de toneladas de carbono por año en el escenario más bajo y cerca de 700 millones de toneladas en el escenario más alto. Para que esto suceda, los bosques talados tendrían que gestionarse de forma sostenible y la madera de los edificios de madera demolidos tendría que reutilizarse o conservarse en la tierra de diversas formas. [9]

Ver también

Referencias

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