Investigadores de la Universidad de Columbia han analizado cómo el cambio climático y el aumento de temperaturas no va hacer que las latitudes nortes sean más propicias para el crecimiento de cultivos, ya que la luz sigue siendo esencial para la fotosíntesis de fin de temporada.  

La mayoría de predicciones sobre el cambio climático asumen que, a medida que las temperaturas aumenten, las regiones en las altas latitudes del norte puede volverse más adecuadas para el crecimiento de la vegetación, convirtiéndose en tierras de cultivo para alimentar a la creciente población, a la vez que fijan más dióxido de carbono (CO2) y frenan el cambio climático. Las plantas requieren unas condiciones adecuadas de temperatura, agua y luz para realizar la fotosíntesis y su crecimiento, por lo que parece lógico que a medida que las temperaturas aumentan en las altas latitudes del norte, la fotosíntesis de las plantas, que utiliza el CO2 para liberar oxígeno, también debería aumentar. Al mismo tiempo, se espera que la respiración de las plantas, que utiliza el oxígeno para liberar CO2 y que también depende en gran medida de la temperatura, también aumente. La cuestión crítica que aún se debate es si el calentamiento del otoño podría conducir a un aumento de la absorción de carbono, o, es decir, la diferencia entre la fotosíntesis y la respiración.

Un nuevo estudio de Columbia Engineering demuestra que incluso cuando las temperaturas cálidas y frías son limitadas, la luz sigue siendo un factor importante para limitar la absorción de carbono en las altas latitudes del norte. El equipo, dirigido por Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería terrestre y medioambiental, analizó las observaciones de los satélites, las mediciones sobre el terreno y las simulaciones de los modelos y demostró que existe una limitación de la radiación predominante en la captación de carbono en los ecosistemas del norte, especialmente en otoño. Utilizando un nuevo conjunto de datos, el grupo de Gentine desarrolló un algoritmo para mapear la fotosíntesis global de las plantas y luego desarrolló un marco para cuantificar la limitación de la luz en la fotosíntesis. El estudio se publicó recientemente en Nature Climate Change.

«Estudios anteriores han llegado a diferentes conclusiones sobre si el calentamiento otoñal fijaría o liberaría más carbono», dice Yao Zhang, el autor principal del estudio que diseñó el nuevo algoritmo y que ahora es un becario de postdoctorado en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. «Nuestro trabajo muestra cómo usar una combinación de teledetección y observaciones in situ para resolver una controversia sobre la captación de carbono».

El equipo de Gentine encontró que, en latitudes septentrionales, la respuesta de la fotosíntesis de fin de temporada al calentamiento está dictada principalmente por la luz. En algunas de esas regiones en otoño, la longitud de la luz diaria se acorta muy rápidamente. Menos luz conduce a una fotosíntesis más débil, que a su vez no puede compensar el aumento de la respiración inducido por el calentamiento global. Debido a que las altas latitudes del norte tienen una mayor limitación de luz, su vegetación liberará más carbono en el otoño si el calentamiento continúa.

En el futuro, la limitación de la luz aumentará a medida que la temporada de crecimiento de la vegetación se alargue debido al calentamiento global. El inicio temprano de la temporada en primavera y el final tardío de la temporada en otoño corresponden a días más cortos y menos radiación solar, lo que plantea un límite de luz más fuerte en la fotosíntesis de la vegetación.

«Este aumento de la limitación de la luz reducirá la capacidad potencial de los ecosistemas del norte para actuar como un continuo sumidero de carbono», dice Zhang. «Nuestro estudio resalta el importante papel de la radiación solar, que normalmente se ignora en los estudios sobre el cambio climático».

Al analizar el nuevo documento, Philippe Ciais, director asociado del Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement y experto en el ciclo del carbono que no participó en el estudio, subraya: «Este es un estudio muy interesante que demuestra cómo la radiación, comúnmente considerada como estática, tendrá un efecto cambiante en el ciclo del carbono junto con el calentamiento global».