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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 añaden. Desde la década de 1850, hay más fuentes de carbono que sumideros y, por lo tanto, el dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra está aumentando. [1]

Un sumidero de carbono es un proceso  natural o artificial de secuestro de carbono que "elimina un gas de efecto invernadero , un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero de la atmósfera ". [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 estar el 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 áreas agrícolas se ha agotado debido a la agricultura intensiva . El carbono azul designa el carbono que se fija a través de ciertos ecosistemas marinos . El carbono azul costero incluye manglares , marismas y pastos marinos. Estos constituyen la mayoría de la vida vegetal oceánica y almacenan grandes cantidades de carbono. El carbono azul profundo se encuentra en aguas internacionales e incluye carbono contenido en "aguas de la plataforma continental, aguas de aguas profundas y el fondo marino debajo de ellas". [4]

Para mitigar el cambio climático , es importante mejorar los sumideros naturales de carbono, principalmente los suelos y los 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 en el uso de la tierra ha sido una de las causas del cambio climático .

Definición

En el contexto del cambio climático y en particular de la 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 CO2 , los sumideros no necesitan almacenar el gas , sino que pueden descomponerlo en sustancias que tienen un efecto reducido en el calentamiento global. Por ejemplo, el óxido nitroso puede reducirse a N2 inocuo . [6] [7]

Los términos relacionados son "reserva de carbono, depósito, secuestro , fuente y absorción". [2] : 2249  La misma publicación define reserva 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 depósitos de carbono como los sumideros de carbono son conceptos importantes para comprender el ciclo del carbono , pero se refieren a cosas ligeramente diferentes. Un depósito de carbono puede considerarse como el término general, y un sumidero de carbono es entonces un tipo particular de depósito de carbono: [ cita requerida ] Un depósito de carbono son todos los lugares donde se puede almacenar carbono (por ejemplo, la atmósfera, los océanos, el suelo, las plantas y los combustibles fósiles). [2] : 2244 

Tipos

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

Los sumideros artificiales de carbono son aquellos que almacenan carbono en materiales de construcción o en las profundidades del subsuelo ( secuestro de carbono geológico ). [9] [10] Todavía no hay ningún sistema artificial importante que elimine el carbono de la atmósfera a gran escala. [11]

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

Sumideros naturales de carbono

Este diagrama del ciclo rápido del carbono muestra el movimiento del 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 juntas. [13] [14] [15] La hojarasca vegetal y otra biomasa , incluido el carbón, se acumulan como materia orgánica en los suelos y se degradan por la erosión química y la degradación biológica . Los polímeros de carbono orgánico más recalcitrantes , como la celulosa , la hemicelulosa , la lignina , los compuestos alifáticos, las ceras y los terpenoides , se retienen colectivamente como humus . [16]

La materia orgánica tiende a acumularse en la hojarasca y los suelos de las 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 subtropicales y tropicales debido a las altas temperaturas y la extensa lixiviación por las lluvias. Las áreas donde se practica la agricultura migratoria o la agricultura de tala y quema generalmente solo 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 en la conservación y circulación de los nutrientes necesarios, lo que explica su exuberancia en un desierto de nutrientes. [17]

Los pastizales aportan materia orgánica al suelo , almacenada principalmente en sus extensas esteras de raíces fibrosas. 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 de invierno y la frecuencia de los incendios de pastizales 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 de nuevo a dióxido de carbono. [18]

Gran parte del carbono orgánico retenido en muchas áreas agrícolas en 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 cultivados y convertidos en tierras de cultivo, lo que permite 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 agricultura de carbono . Incluyen, por ejemplo , la agricultura sin labranza , el acolchado de residuos, los cultivos de cobertura y la rotación de cultivos .

Bosques

Proporción de las reservas de carbono en los depósitos de carbono de los bosques, 2020 [20]

Los bosques son una parte importante del ciclo global del carbono porque los árboles y las plantas absorben dióxido de carbono a través de la fotosíntesis . Por lo tanto, juegan un papel importante en la mitigación del cambio climático . [21] : 37  Al eliminar el dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero , del aire, los bosques funcionan como sumideros de carbono terrestre, 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] Por lo tanto, la gestión forestal sostenible , la forestación y la reforestación son contribuciones importantes a la mitigación del cambio climático.

Una consideración importante en tales esfuerzos es que los bosques pueden pasar de ser sumideros a ser 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 en la década de 2060. [26]

Los investigadores han descubierto que, en términos de servicios ambientales, es mejor evitar la deforestación que permitir la deforestación para luego reforestar, ya que lo primero lleva 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 el daño a las selvas tropicales pueden haber sido subestimadas 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 lo tanto, de la limitación de la deforestación. [31] Por lo tanto, los científicos consideran que "la protección y recuperación de ecosistemas ricos en carbono y de larga vida, especialmente los bosques naturales" es "la principal solución climática ". [32]

La plantación de árboles en tierras marginales de cultivo y pastoreo 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 desde la quema o putrefacción de la biomasa cuando los árboles mueren. [35] Para este fin, la tierra asignada a los árboles no debe convertirse en otros usos. Alternativamente, la madera de ellos debe ser secuestrada, por ejemplo, a través de biocarbón , bioenergía con captura y almacenamiento de carbono , vertedero o almacenada mediante su uso en la construcción.

Océano profundo, marismas, manglares y praderas marinas

Formas en que un hábitat de carbono azul puede influir en la concentración de carbono y el secuestro futuro 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 "flujos y almacenamiento de carbono impulsados ​​biológicamente en sistemas marinos que son susceptibles de gestión". [37] : 2220  Más comúnmente, se refiere al papel que pueden desempeñar las marismas , los manglares y las praderas marinas 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 de 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 para eliminar el dióxido de carbono está en debate. [40] [39] [41]

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

Mejorar los sumideros naturales de carbono

Propósito en el contexto del cambio climático

Aproximadamente el 58% de las emisiones de CO2 han sido absorbidas por sumideros de carbono , incluido el crecimiento de las plantas, la absorción del suelo y la absorción de los océanos ( Presupuesto Global de Carbono 2020 ).

Una medida de mitigación importante es la "preservación y mejora de los sumideros de carbono". [43] Esto se refiere a la gestión de los sumideros de carbono naturales de la Tierra de una manera que preserve o aumente su capacidad para eliminar CO2 de la atmósfera y almacenarlo de forma duradera. Los científicos también denominan 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 un gas de efecto invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero de la atmósfera". [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 de secuestrar carbono, son necesarios cambios en la agricultura y la silvicultura. [46] Algunos ejemplos son la prevención de la deforestación y la restauración de los ecosistemas naturales mediante la reforestación . [47] : 266  Los escenarios que limitan el calentamiento global a 1,5 °C suelen proyectar 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 los ecosistemas y la reducción de la conversión se encuentran entre las herramientas de mitigación que pueden producir las mayores reducciones de emisiones antes de 2030. [43] : 43 

Las opciones de mitigación basadas en la tierra se denominan "opciones de mitigación AFOLU" en el informe de 2022 del IPCC sobre mitigación. La abreviatura significa "agricultura, silvicultura y otros usos de la tierra" [43] : 37  El informe describe el potencial de mitigación económica de las actividades pertinentes en torno a los bosques y los ecosistemas de la siguiente manera: "la conservación, la gestión mejorada 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 ninguna ha logrado una aplicación a gran escala hasta ahora: cultivo de algas , fertilización oceánica , surgencia artificial , almacenamiento de basalto, mineralización y sedimentación de aguas profundas, agregando bases para neutralizar los ácidos. Se ha abandonado la idea de la inyección directa de dióxido de carbono en aguas profundas . [51]

Sumideros artificiales de carbono

Secuestro geológico de carbono

Edificios de madera

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

La adopción generalizada de la madera en masa y su papel en la sustitución del acero y el hormigón en nuevos proyectos de construcción de mediana altura durante 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 los árboles que se talan y se utilizan como madera en masa. [9] Esto podría dar como resultado el almacenamiento de 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 ser gestionados de forma sostenible y la madera de los edificios de madera demolidos tendría que reutilizarse o conservarse en la tierra en diversas formas. [9]

Véase también

Referencias

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