Un amplio experimento internacional revela que la falta de nitrógeno frena la recuperación de los bosques tropicales y que su presencia puede casi duplicar su velocidad de crecimiento durante la primera década, con un impacto directo en la captura de dióxido de carbono.
La regeneración de los bosques tropicales se ha convertido en una de las grandes esperanzas frente al cambio climático. A medida que los árboles crecen, extraen dióxido de carbono de la atmósfera y lo almacenan en su madera, sus raíces y sus ramas. Esta función convierte a los bosques en auténticos sumideros de carbono, especialmente durante las primeras etapas de su recuperación tras la deforestación. Sin embargo, ese potencial no se activa automáticamente: depende de condiciones ecológicas muy concretas.
Una investigación publicada en Nature Communications aporta ahora una pieza clave para entender por qué muchos bosques tropicales jóvenes no crecen tan rápido como cabría esperar. El estudio concluye que la escasez de nitrógeno, un nutriente esencial para las plantas, limita de forma decisiva la velocidad de recuperación de estos ecosistemas. Cuando ese elemento está disponible, el crecimiento puede acelerarse hasta casi el doble durante los primeros años, lo que se traduce en una mayor absorción de CO₂ a escala global.
Según las estimaciones del equipo científico, si los bosques tropicales en recuperación dispusieran del nitrógeno necesario, podrían llegar a almacenar alrededor de 820 millones de toneladas adicionales de dióxido de carbono al año durante su fase más activa de crecimiento. Ese ritmo, subrayan los autores, puede mantenerse durante aproximadamente diez años, un periodo considerado crítico en la lucha por frenar el calentamiento global.
Los bosques jóvenes desempeñan un papel desproporcionadamente importante en el ciclo del carbono. A diferencia de los bosques maduros, donde la captación y la liberación de carbono tienden a equilibrarse, las masas forestales en regeneración crecen con rapidez y acumulan grandes cantidades de biomasa en poco tiempo. Esa dinámica los convierte en aliados estratégicos para mitigar las emisiones humanas, siempre que se den las condiciones adecuadas.
La ecóloga Sarah Batterman, del Cary Institute of Ecosystem Studies y una de las autoras del trabajo, lo resume así: “El nitrógeno determina la rapidez con la que regresan los bosques jóvenes”. En declaraciones difundidas a través de un comunicado científico internacional publicado en EurekAlert!, añade que “durante los primeros diez años, los bosques crecieron casi el doble de rápido cuando añadimos nitrógeno al suelo. Eso supone un aumento muy significativo de la captura de CO₂ y nos permite ganar un tiempo valioso para reducir las emisiones netas”.
El contexto global refuerza la relevancia del hallazgo. Se calcula que cerca de la mitad de los bosques tropicales del planeta se encuentran actualmente en proceso de recuperación tras haber sido degradados por la tala, los incendios o la expansión agrícola. En muchos casos, estas perturbaciones provocan la pérdida de nutrientes del suelo, que se erosionan o se lixivian con las lluvias, dejando a los ecosistemas empobrecidos y menos capaces de sostener un crecimiento rápido.
Para comprobar qué nutrientes limitan realmente el crecimiento de los bosques tropicales, un equipo internacional liderado por Wenguang Tang, de la Universidad de Glasgow, diseñó uno de los experimentos más ambiciosos realizados hasta ahora en este campo. El estudio se desarrolló en Panamá, en una región que alberga bosques en diferentes etapas de desarrollo, desde antiguas tierras agrícolas abandonadas hasta selvas maduras con siglos de antigüedad.
Los investigadores establecieron 76 parcelas experimentales, cada una de aproximadamente 60 por 30 metros, un tamaño comparable al de una pista de hockey sobre hielo. En cada una aplicaron tratamientos distintos: algunas recibieron nitrógeno, otras fósforo, otras ambos nutrientes y un último grupo se dejó como control, sin añadidos. A lo largo de los años, cada parcela fue inventariada de forma exhaustiva al menos cinco veces, registrando datos de más de 20 000 árboles en cada campaña.
“Es el experimento más grande y prolongado del mundo en el que se han añadido nitrógeno y fósforo a bosques tropicales”, explica Tang en declaraciones difundidas a través de un comunicado científico. “Cada fragmento de terreno ha sido medido y recontado repetidamente. El esfuerzo logístico fue enorme, pero nos permitió obtener una imagen muy sólida de cómo responden los bosques a estos nutrientes”.
Los resultados superaron las expectativas del propio equipo. En áreas recientemente abandonadas por la agricultura, los bosques que recibieron nitrógeno crecieron un 95 por ciento más rápido que los de control. En parcelas donde la regeneración llevaba unos diez años en marcha, el aumento medio de la velocidad de crecimiento fue del 48 por ciento. Las diferencias eran visibles incluso a simple vista.
“Fue realmente sorprendente”, reconoce Batterman. “Las parcelas con nitrógeno adicional parecían gigantescas. Los árboles habían crecido de forma descomunal. No esperábamos una respuesta tan rápida y tan intensa al añadir compuestos de nitrógeno al suelo”.
Ese efecto, sin embargo, no se mantuvo indefinidamente. En bosques de 30 años o más, la adición de nitrógeno ya no produjo un aumento apreciable del crecimiento. Los científicos interpretan este resultado como una señal de que, con el tiempo, los suelos forestales recuperan parte de su fertilidad de manera natural. Entre los mecanismos implicados se encuentran los árboles capaces de fijar nitrógeno atmosférico en simbiosis con bacterias, un proceso que enriquece progresivamente el suelo.
Durante décadas, una de las teorías dominantes en ecología tropical sostenía que el fósforo era el principal nutriente limitante en estos ecosistemas, especialmente en suelos antiguos y muy lavados por las lluvias. Sin embargo, el nuevo estudio no encontró evidencia de que la adición de fósforo acelerara el crecimiento de los bosques, ni siquiera en las etapas más tempranas de la recuperación.
“Este resultado cuestiona una idea muy arraigada”, afirma Tang. “Durante mucho tiempo se pensó que los bosques tropicales estaban sobre todo limitados por la falta de fósforo”.
Los autores no descartan que este elemento desempeñe un papel importante en otros aspectos no medidos directamente, como el desarrollo de raíces, la producción de frutos o la reproducción. También es posible que muchas especies tropicales hayan desarrollado adaptaciones eficientes para prosperar en condiciones de bajo fósforo. Para aclarar estas incógnitas, el equipo planea extender sus investigaciones a bosques de África y Asia, donde las condiciones del suelo y la composición de especies pueden ser diferentes.
La magnitud del beneficio climático potencial es considerable. El aumento de la captura de carbono asociado al crecimiento acelerado de los bosques jóvenes sería comparable, según los cálculos del estudio, a retirar de la circulación unos 142 millones de automóviles de gasolina cada año. Sin embargo, los investigadores son cautelosos a la hora de trasladar estos resultados a políticas de intervención directa.
Lejos de promover la fertilización masiva de bosques tropicales con fertilizantes industriales, el equipo subraya que esa estrategia tendría costes económicos y ambientales elevados. La producción y el uso de fertilizantes sintéticos generan emisiones de gases de efecto invernadero y pueden contaminar suelos y aguas si se aplican sin control.
La alternativa, explican, pasa por diseñar programas de restauración forestal más inteligentes. Una de las propuestas consiste en favorecer la plantación de especies arbóreas capaces de fijar nitrógeno de forma natural, de modo que enriquezcan el suelo a medida que crecen. Otra opción es concentrar los esfuerzos de reforestación en zonas donde ya existe una alta deposición de nitrógeno procedente de la agricultura, el tráfico o la actividad industrial.
“De esa manera, los bosques pueden matar dos pájaros de un tiro”, señala Batterman. “Por un lado, eliminan el exceso de nitrógeno que contamina el entorno y, por otro, crecen más rápido”.
Más allá de las cifras, el estudio pone el acento en un factor temporal que muchos expertos consideran crucial. Aunque a largo plazo los bosques no incrementan indefinidamente su capacidad de almacenar carbono, la aceleración del crecimiento durante los primeros diez años puede marcar una diferencia significativa en el corto plazo.
“A largo plazo, los bosques no almacenan más carbono en total”, explica Batterman. “Pero en esos primeros diez años lo hacen mucho más rápido. Y esos diez años son exactamente los que necesitamos ahora, porque la transición hacia energías limpias avanza demasiado despacio”.
En ese sentido, la investigación refuerza la idea de que la restauración de los bosques tropicales no es solo una cuestión de plantar árboles, sino de entender y gestionar los procesos ecológicos que determinan su crecimiento. El nitrógeno, un elemento a menudo asociado a problemas ambientales en otros contextos, emerge aquí como una pieza clave para liberar el potencial climático de algunos de los ecosistemas más importantes del planeta.
Capas de brecha volcánica formadas en la dorsal mesoatlántica actúan como auténticas esponjas de carbono durante millones de años, ampliando el papel del océano profundo en la regulación del clima terrestre.
El fondo del océano, a menudo percibido como un escenario geológicamente pasivo y lejano, es en realidad uno de los actores más relevantes en el equilibrio químico del planeta. Nuevas evidencias científicas muestran que antiguos escombros de lava acumulados en la base de montañas submarinas pueden atrapar enormes cantidades de dióxido de carbono durante decenas de millones de años. Estos hallazgos amplían la comprensión de cómo la Tierra regula de forma natural el carbono atmosférico a escalas de tiempo geológicas.
La investigación se centra en la dorsal mesoatlántica, una gigantesca cadena montañosa submarina que atraviesa el océano Atlántico de norte a sur. Esta estructura comenzó a formarse hace unos 160 millones de años, cuando el supercontinente Pangea empezó a fragmentarse y los continentes actuales iniciaron su separación. A día de hoy, la dorsal sigue activa y produce nueva corteza oceánica a partir de magma que asciende desde el manto terrestre.
Durante millones de años, la actividad volcánica, la tectónica y la erosión han dado lugar a grandes volúmenes de material fragmentado en los flancos de estas montañas submarinas. Es precisamente ese material, conocido como brecha volcánica o lavapuin, el que ha captado la atención de un equipo internacional de geólogos liderado por investigadores de la Universidad de Southampton.
Los científicos analizaron núcleos de perforación extraídos del fondo del Atlántico Sur, donde encontraron capas de brecha volcánica con una antigüedad aproximada de 60 millones de años. A diferencia de las coladas de lava compactas que suelen estudiarse en la corteza oceánica, estas brechas están formadas por fragmentos irregulares de lava acumulados tras procesos de erosión y colapso en los flancos de montes submarinos.
El estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, revela que estas capas contienen cantidades de CO₂ muy superiores a las detectadas previamente en basaltos oceánicos más homogéneos. La investigación demuestra que el lavapuin puede almacenar entre dos y cuarenta veces más carbono que otros tipos de lava del fondo marino, un resultado que sorprendió incluso a los propios autores del trabajo.
La autora principal, Rosalind Coggon, explica que la clave reside en la estructura porosa del material. “Sabíamos desde hace tiempo que la erosión en los flancos de montañas submarinas produce grandes volúmenes de escombros volcánicos, similares a los canchales que se observan en las montañas continentales”, señala la investigadora. Esa geometría fragmentada multiplica la superficie de contacto entre la roca y el agua de mar, favoreciendo reacciones químicas prolongadas en el tiempo.
El océano es uno de los principales sumideros de carbono del planeta. Una parte del CO₂ atmosférico se disuelve directamente en las aguas superficiales, especialmente en regiones frías, y puede hundirse hacia las profundidades. Otra fracción es absorbida por el fitoplancton, organismos microscópicos que utilizan el carbono para crecer mediante fotosíntesis. Cuando estos organismos mueren, su biomasa desciende al fondo marino y queda enterrada bajo capas de sedimentos, retirando carbono de la atmósfera durante miles o millones de años.
A estos mecanismos biológicos y físicos se suma ahora con mayor claridad un proceso puramente geológico. El estudio muestra que, a escalas temporales muy largas, la interacción entre el agua de mar y determinados tipos de roca puede secuestrar CO₂ de forma altamente eficiente. En el caso de las brechas volcánicas, el agua circula durante millones de años a través de grietas y espacios entre los fragmentos de lava.
“Durante todo ese tiempo, el agua de mar reacciona con la roca, intercambiando elementos químicos”, explica Coggon. “Ese proceso elimina CO₂ del agua y lo fija en minerales estables, como el carbonato cálcico, que quedan atrapados en la estructura de la roca”. Las capas de brecha terminan cementadas por minerales blancos ricos en carbono, transformándose en un archivo químico del pasado oceánico.
Los resultados sugieren que la contribución de este tipo de rocas al ciclo global del carbono ha sido subestimada durante décadas. Hasta ahora, la mayor parte de los modelos se centraban en basaltos más compactos de la corteza oceánica o en procesos sedimentarios clásicos. Sin embargo, las brechas volcánicas asociadas a montañas submarinas erosionadas podrían representar un volumen mucho mayor de lo que se pensaba.
Según los investigadores, estas formaciones están ampliamente distribuidas a lo largo de las dorsales oceánicas de todo el planeta. Si su capacidad de almacenamiento de CO₂ es similar en otras regiones, el impacto acumulado sobre el clima terrestre a lo largo de millones de años podría ser considerable. El trabajo destaca que este mecanismo actúa como un regulador lento pero persistente de la concentración de dióxido de carbono en los océanos y, por extensión, en la atmósfera.
Un comunicado difundido por EurekAlert subraya que este descubrimiento obliga a reconsiderar el balance global de carbono a largo plazo y el papel de la corteza oceánica en la estabilización climática del planeta. La brecha volcánica, lejos de ser un simple residuo de la actividad geológica, emerge así como un componente activo del sistema climático profundo.
Comprender cómo se ha almacenado el carbono en el pasado es esencial para interpretar la evolución del clima a lo largo de la historia de la Tierra. Las concentraciones de CO₂ han fluctuado de forma drástica durante cientos de millones de años, influyendo en periodos de calentamiento global, glaciaciones y grandes transformaciones biológicas.
Los autores del estudio señalan que la formación de brechas volcánicas ricas en carbonatos pudo haber contribuido a amortiguar aumentos prolongados de CO₂ atmosférico en determinadas épocas geológicas. Aunque estos procesos son demasiado lentos para compensar las emisiones humanas actuales, ofrecen un marco de referencia crucial para entender los límites naturales del sistema terrestre.
Además, los resultados abren nuevas vías de investigación sobre la distribución de estas rocas y su interacción química con el océano. Aún se desconoce cuánta brecha volcánica existe en total en la corteza oceánica, ni cómo varía su capacidad de almacenamiento de carbono según la edad, la composición mineral o las condiciones locales del agua de mar.
El descubrimiento también tiene un eco inesperado en las estrategias modernas de mitigación del cambio climático. En los últimos años, varias iniciativas han apostado por capturar CO₂ directamente de fuentes industriales o del aire y almacenarlo de forma permanente en formaciones geológicas. Un ejemplo es el de la empresa suiza Climeworks, que trabaja en Islandia capturando dióxido de carbono emitido por centrales geotérmicas.
En ese proceso, el gas se disuelve en agua y se inyecta en el subsuelo, donde reacciona con rocas basálticas ricas en calcio y magnesio. En cuestión de años, el CO₂ se transforma en minerales carbonatados sólidos, de manera similar a lo que ocurre de forma natural en las brechas volcánicas del fondo marino. La diferencia es que, en el entorno oceánico, ese proceso ha operado sin intervención humana durante decenas de millones de años.
Los investigadores subrayan que estudiar estos sistemas naturales puede aportar información valiosa para optimizar las tecnologías de almacenamiento geológico. La naturaleza ofrece ejemplos de estabilidad química a largo plazo que podrían servir de inspiración para soluciones más seguras y duraderas frente al exceso de carbono atmosférico.
Más allá de sus implicaciones prácticas, el estudio pone de relieve la complejidad del océano como sistema integrado. Bajo kilómetros de agua, lejos de la luz solar y de los ecosistemas más visibles, la corteza oceánica interactúa constantemente con el agua de mar, influyendo en la química global del planeta.
La brecha volcánica de la dorsal mesoatlántica demuestra que incluso los restos fragmentados de antiguas erupciones pueden desempeñar un papel fundamental en la regulación climática. Como señala Coggon, este tipo de roca “actúa como una auténtica esponja de carbono en el ciclo de carbono a largo plazo”, recordando que los procesos geológicos lentos, aunque imperceptibles a escala humana, han sido decisivos para mantener la habitabilidad de la Tierra a lo largo de su historia.
El hallazgo invita a mirar el fondo del océano no solo como un archivo del pasado geológico, sino también como un componente activo y dinámico del sistema climático. En un momento en que la atención se centra en soluciones rápidas frente al cambio climático, estas investigaciones aportan una perspectiva profunda sobre cómo el planeta ha gestionado el carbono durante millones de años y sobre los límites, pero también las posibilidades, de los mecanismos naturales de almacenamiento.
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