Investigación sobre los efectos del deshielo del permafrost en el ciclo del nitrógeno
El termokarst(se abrirá en una nueva ventana) aparece donde se descongela el permafrost rico en hielo. Mientras que el suelo helado se descongela lentamente, las cuñas de hielo, a menudo de varios metros de ancho, se derriten con rapidez. Este rápido deshielo puede hacer que el suelo se hunda, lo que provoca la erosión a lo largo de la costa o forma muchas depresiones que se llenan de agua (por ejemplo, pequeños lagos) en zonas del interior.
Los procesos termokársticos y el calentamiento global
Sin embargo, los procesos termokársticos no solo afectan al paisaje ártico, sino que también pueden tener implicaciones para el cambio climático. Tal y como explica Nicolás Valiente, de la Universidad de Castilla-La Mancha(se abrirá en una nueva ventana) (España) y beneficiario de una beca de investigación en el proyecto NITROKARST(se abrirá en una nueva ventana): «En el permafrost quedan atrapados restos vegetales muertos y, por tanto, también carbono orgánico y nitrógeno. Los suelos de permafrost albergan una de las mayores reservas mundiales de carbono orgánico y nitrógeno. Cuando los suelos y las mezclas de suelo y hielo se descongelan, la materia orgánica compleja pasa a estar disponible y los microbios se activan y descomponen estos compuestos. Como resultado, producen gases de efecto invernadero que potencian el calentamiento climático: dióxido de carbono, metano y óxido nitroso ». El equipo del proyecto NITROKARST, coordinado por la Universidad de Viena(se abrirá en una nueva ventana) (Austria) y que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana), pretendía comprender mejor los mecanismos subyacentes del ciclo microbiano del nitrógeno en suelos afectados por el termokarst. «El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero con 273 veces(se abrirá en una nueva ventana) el potencial de calentamiento del dióxido de carbono —afirma Valiente—. Los microbios obtienen energía del nitrógeno liberado durante la descomposición de la materia orgánica y producen óxido nitroso como resultado de su metabolismo. Todavía no sabemos realmente cómo tienen lugar estos procesos a lo largo de los paisajes termokársticos».
Recogida de muestras en el Ártico canadiense
Para desentrañar este misterio, Valiente y sus colegas viajaron al Ártico canadiense, concretamente a Inuvik, en los Territorios del Noroeste, para llavar a cabo un trabajo de campo de dos semanas. Durante este tiempo, se recogieron muestras de suelo de varias profundidades y en diferentes fases del proceso termokárstico. «En el Centro de Investigación del Ártico Occidental(se abrirá en una nueva ventana) de Inuvik, descongelamos algunas de estas muestras durante varios días, para simular el deshielo natural —añade Valiente—. Después agregamos proteínas con nitrógeno marcado a las muestras y las incubamos en recipientes herméticos». Al cabo de unos días, el equipo del proyecto analizó las muestras para identificar las transformaciones microbianas. Las muestras también se llevaron a Viena para su posterior análisis.
Mejor comprensión de los procesos de reciclado del nitrógeno
«Nuestros resultados iniciales indican que los procesos de reciclado del nitrógeno varían con la profundidad y la progresión de las etapas termokársticas —explica Valiente—. En la capa activa (la capa superior del suelo que se descongela durante el verano), donde la disponibilidad de nitrógeno es limitada, parece que los microbios tienden a captarlo e inmovilizarlo». Por el contrario, en el permafrost, donde existen mayores reservas de nitrógeno, este se utiliza principalmente para la mineralización(se abrirá en una nueva ventana). «Aunque no detectamos una producción importante de óxido nitroso en nuestros experimentos de nueve días, el nitrógeno mineralizado puede utilizarse como fuente de energía, lo que conduce a la producción de óxido nitroso como subproducto de las vías microbianas», señala Valiente. Comprender mejor los procesos microbianos que tienen lugar en ese punto ha abierto la puerta a nuevas investigaciones. Un próximo paso fundamental, dice Valiente, será identificar los microorganismos responsables de las transformaciones del nitrógeno, utilizando técnicas de genómica(se abrirá en una nueva ventana). «También sería valioso investigar si la producción de óxido nitroso, como subproducto de otros procesos, llega a ser importante en las regiones de permafrost ricas en hielo en proceso de descongelación (propensas al termokarst) a largo plazo», concluye.
