Figura conceptual que muestra las diferencias entre lagos de cuenca abiertos (A) y cerrados (B) y la producción de DOM recalcitrante (RDOM). Aunque se basa en el trabajo del presente estudio, este modelo conceptual probablemente se aplica a la mayoría de los sistemas de agua dulce, siendo el tiempo de residencia del agua una variable importante. Las cuencas abiertas están fuertemente conectadas a su cuenca y tienen tiempos de residencia cortos, lo que proporciona CDOM y promueve la diversidad microbiana. CDOM absorbe la radiación solar que disminuye la radiación solar a mayores profundidades en la columna de agua. La absorción de CDOM también conduce a la producción de especies reactivas de oxígeno que facilitan la degradación y el consumo de DOC por parte de las bacterias. La mayor parte de la producción de DOC por fitoplancton y macrófitos es lábil (LDOM) y se degrada mediante procesos fotoquímicos y microbianos principalmente en otros compuestos lábiles y CO2, lo que lleva a una pequeña producción neta del ecosistema debido a un equilibrio entre la fotosíntesis (P) y la respiración (R). En cuencas cerradas, lagos de largo tiempo de residencia, las conexiones con la cuenca se cortan con poca CDOM y aportes microbianos. Por lo tanto, los niveles de luz son más altos en el lago, lo que aumenta el papel de los procesos fotosintéticos al tiempo que disminuye la diversidad de microbios capaces de degradar DOC, lo que permite que P > R. Estas condiciones, junto con escalas de tiempo más largas para la degradación de DOM, conducen a un aumento del tamaño de las piscinas de RDOM. Crédito: Letras de limnología y oceanografía (2022). DOI: 10.1002/lol2.10265
Cuando quemamos combustibles fósiles, no solo se produce dióxido de carbono, un impulsor del cambio climático, sino que también se consume el oxígeno que respiramos. Sin embargo, la cantidad de oxígeno en nuestra atmósfera producida por las plantas está casi equilibrada por la cantidad consumida por los animales, manteniéndola en alrededor del 21% de la atmósfera. Esto plantea una gran pregunta relevante para nuestra supervivencia y el futuro de la biodiversidad: ¿qué mantiene los niveles de oxígeno en nuestra atmósfera relativamente constantes?
El oxígeno ayuda a descomponer la materia orgánica para liberar dióxido de carbono, un proceso que se puede ver en una pila de abono en el jardín. Sin embargo, en algunos lugares de la Tierra, la materia orgánica, como los restos de plantas, puede persistir durante miles de años a pesar de la presencia de abundante oxígeno. El profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas, James Cotner, quiere comprender mejor por qué ocurre esto y sus implicaciones para el secuestro de carbono y el cambio climático.
En un estudio reciente publicado en la revista Letras de limnología y oceanografía, el Dr. Cotner y los coautores NJ Anderson y Christopher Osburn tomaron muestras de lagos en Groenlandia donde los compuestos orgánicos disueltos pueden acumularse en concentraciones 200 veces mayores que las concentraciones en los océanos. Algunos de estos lagos se encuentran justo al lado de lagos con concentraciones mucho más bajas, y querían entender por qué la materia orgánica se conserva en algunos lagos pero no en otros. Midieron la salinidad de los lagos para determinar qué tan conectados estaban los lagos con sus cuencas hidrográficas y usaron la datación por radiocarbono para medir la edad de la materia orgánica. «Nuestro trabajo parece sugerir que la hidrología y la luz solar pueden tener un gran efecto en el secuestro». dice Cotner.
Los investigadores encontraron que:
- Los lagos menos salados que estaban bien conectados con las cuencas hidrográficas circundantes degradaban la materia orgánica mucho más rápido que los lagos que estaban algo aislados, es decir, más salados.
- La exposición a la luz solar y la producción de metabolitos por parte de los microbios cuando carecen de nutrientes probablemente faciliten la acumulación de materia orgánica en los lagos menos conectados.
- La hidrología es una parte clave del ciclo del carbono en la superficie de la Tierra, y tanto los procesos naturales como los impulsados por el hombre, como la agricultura, impactan en la conectividad hidrológica con implicaciones tanto para el ciclo del carbono como para el oxígeno en nuestra atmósfera.
- «Nos sorprendió un poco descubrir que la edad de la materia orgánica disuelta se correlacionó extremadamente bien con la salinidad del agua del lago, lo que sugiere que la materia orgánica muy antigua puede persistir en lagos que no están bien conectados con los paisajes circundantes». dijo John Anderson, coautor de la Universidad de Loughborough.
La investigación adicional en esta área podría revelar más sobre cómo ocurre el secuestro de carbono en la naturaleza, lo que también podría tener implicaciones para los esfuerzos humanos en el secuestro de carbono. «Nuestro trabajo futuro se centrará en la importancia de los taninos, los compuestos húmicos y los nutrientes, así como en el papel de los diferentes microbios del suelo en la degradación de la materia orgánica en el agua dulce», dice Cotner.
La investigación aporta una mejor comprensión de la estabilidad de las aguas subterráneas muy antiguas
James B. Cotner et al, Acumulación de materia orgánica disuelta recalcitrante en sistemas acuáticos aeróbicos, Letras de limnología y oceanografía (2022). DOI: 10.1002/lol2.10265
Citación: Acumulación de materia orgánica en lagos oxigenados (2022, 25 de agosto) recuperado el 25 de agosto de 2022 de https://phys.org/news/2022-08-accumulation-oxygenated-lakes.html
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