Los minerales podrían ser la clave para desbloquear el carbono azul
Se ha reconocido que el carbono azul —el carbono almacenado en los ecosistemas costeros y marinos, incluidos los sedimentos del lecho marino— desempeña un papel importante a la hora de limitar el impacto del cambio climático. Sin embargo, no se sabe muy bien cómo el carbono orgánico, procedente de organismos que vivieron en el pasado, evita ser descompuesto por los microbios para quedar conservado en los sedimentos durante millones de años. «El hecho de que se conserve algo de carbono orgánico es profundamente desconcertante», señala la coordinadora del proyecto MINORG, Caroline Peacock, catedrática de Biogeoquímica en la Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Leeds (Reino Unido). «Nuestro proyecto pretendía descubrir qué causa el enterramiento del carbono en los sedimentos y qué importancia tienen los minerales en ese proceso de enterramiento». «Ello es importante porque el enterramiento del carbono en los sedimentos ayuda a regular el clima a largo plazo en la Tierra», explica. «A largo plazo, el enterramiento de carbono orgánico en los sedimentos también acumula oxígeno en la atmósfera». Pero incluso en escalas de tiempo más cortas, «cada trocito de carbono que se entierra en los sedimentos queda bloqueado en la atmósfera hasta cierto punto».
Experimentos para determinar la asociación mineral
Se sintetizaron en el laboratorio minerales similares a los que se encuentran en los sedimentos marinos, para estudiar los mecanismos por los que los distintos tipos de carbono que se encuentran en el medio marino se asocian con los minerales. «Observamos exactamente cómo una molécula específica de carbono se adhiere a una superficie mineral», explica Peacock. Se demostró que los minerales de los sedimentos marinos —en particular los compuestos por hierro y manganeso— bloquean el carbono orgánico y lo protegen de la degradación. También se investigaron en laboratorio y se cuantificaron los cambios de temperatura, salinidad, pH y otros parámetros. Peacock afirma: «Queríamos entender la estabilidad de esos mecanismos de fijación, como por ejemplo si sobreviven al ser enterrados en sedimentos o a los diferentes cambios químicos o biológicos que se producen durante el enterramiento». «Nuestra principal conclusión fue que el tipo de carbono más importante para la conservación y el enterramiento es el carbono rico en carboxilo», señala. Procede de la descomposición del fitoplancton marino. «El carbono carboxilo está fuertemente asociado a los minerales porque las fuerzas de atracción entre el carbono y los minerales son realmente altas y permanecen a lo largo de los cambios biológicos, probablemente a largo plazo durante la historia de la Tierra».
Modelo biogeoquímico de simulación de los fondos oceánicos
El equipo del proyecto, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, ideó un modelo predictivo desde cero. «Unimos todos estos procesos registrados en un modelo biogeoquímico —una especie de simulación del fondo oceánico— que podíamos utilizar para predecir el ciclo del carbono entre los sedimentos y el agua de mar», señala Peacock. «Nuestro modelo muestra que alrededor del 60 % de todo el carbono que se entierra es carbono asociado a minerales como los de hierro y manganeso que, en el océano moderno, pueden cambiar de un lugar a otro y no digamos a lo largo de grandes escalas temporales». «Si la disponibilidad de hierro controla el enterramiento de carbono, entonces el enterramiento de carbono será variado porque sabemos que la disponibilidad de hierro ha variado drásticamente a lo largo de la historia de la Tierra», explica y señala que «eso tiene grandes implicaciones para el clima y la oxigenación e incluso la evolución biológica».
Geopolimerización
El equipo del proyecto también descubrió que, en determinadas circunstancias, el carbono de los sedimentos se transforma en un tipo de carbono muy poco reactivo. «Lo llamamos “geopolimerización”, donde formas relativamente simples de carbono se polimerizan, es decir, se unen para formar moléculas mucho más grandes y muy estables», explica Peacock. «Realizamos modelos que mostraban que sin este enterramiento de carbono geopolimerizado, las temperaturas de la superficie de la Tierra probablemente habrían sido muy diferentes, y la oxigenación del planeta también habría sido diferente durante muchos millones de años. Eso fue algo muy importante», añade. Aunque el equipo del proyecto se centraba en cómo estos procesos han moldeado el planeta a lo largo de la historia, Peacock señala que existe interés en manipularlos para mejorar las reservas de carbono azul en el futuro.
Palabras clave
MINORG, carbono azul, sedimento del lecho marino, sedimento, clima, hierro, manganeso, carbono carboxilo, modelo biogeoquímico, fondo oceánico, ciclo del carbono, evolución, geopolimerización
