El carbono terrestre atraviesa varios reservorios en la Tierra desde la superficie hasta el manto. Está sujeto a una serie de ciclos geológicos, geoquímicos y biológicos, cada uno de los cuales opera en escalas temporales y espaciales muy diferentes.

Quizás el proceso físico más importante que vincula los ciclos de carbono es la subducción, un proceso que transporta formas oxidadas y reducidas de carbono de la corteza al manto terrestre.

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Acción microbiana

Hace dos años, un equipo de científicos visitó la zona de subducción de Costa Rica, donde el fondo del océano se hunde debajo del continente y los volcanes se elevan sobre la superficie, con el fin de averiguar si los microbios pueden afectar el ciclo del carbono.

Depósitos de calcita cerca de una cascada en Costa Rica.

Ahora, una reciente investigación muestra no solo que los microbios del subsuelo influyen en el ciclo, sino que son cruciales para almacenar cantidades sustanciales de carbono subterráneo entre las trincheras costeras y las cadenas interiores de los volcanes.

Un equipo internacional de investigadores de 27 instituciones, encontró que los microbios pueden almacenar carbono e impedir que entre a la atmósfera como gas de efecto invernadero, al ayudar a formar un mineral compuesto de carbonato de calcio llamado calcita.

El equipo descubrió exactamente cómo los microbios alteran el flujo de sustancias volátiles como el carbono en las zonas de subducción, donde chocan dos placas tectónicas y la placa más densa se hunde, moviendo el material de la superficie al interior de la Tierra.

El estudio se centró en la Península de Nicoya, en la costa occidental de Costa Rica, en el área entre la trinchera y el arco volcánico llamado antearco. Los investigadores encontraron que el antearco volcánico es un sumidero profundo de dióxido de carbono.

Efecto amortiguador

Los investigadores utilizaron datos de isótopos de helio y carbono de manantiales de fuentes profundas, y encontraron que aproximadamente el 91 por ciento del carbono liberado de la losa y el manto debajo del antearco costarricense son depositados dentro de la corteza terrestre por deposición de calcita. Adicionalmente, un 3 por ciento se incorpora a la biomasa a través de la quimiolitoautotrofia microbiana.

El ciclo del carbono cerca de las cadenas volcánicas.

El equipo estimó que entre 1,2 × 10 8 y 1,3 × 10 10 moles de dióxido de carbono por año se liberan de la losa debajo del antearco y, por lo tanto, se transfiere hasta un 19 por ciento menos de carbono al manto profundo de la Tierra de lo estimado previamente.

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Los resultados de este estudio aportan información sobre el impacto a largo plazo que tienen los volcanes en el dióxido de carbono, y cómo los procesos químicos y biológicos pueden amortiguarlo.

Si los científicos comprenden cómo se mueve el carbono entre la superficie y el interior en la zona de subducción, pueden comprender mejor uno de los procesos cruciales que ha regulado el clima en el planeta durante decenas de millones de años.

Referencia: Forearc carbon sink reduces long-term volatile recycling into the mantle. Nature, 2019. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1131-5

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