Ciclos del carbon

1. 136 Atlas de suelos de América Latina y el Caribe | Suelos y cambio climático en LAC
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Carbono inorgánico
en el suelo (CIS)
(t/ha)
Energía
Industria
Agricultura
Uso del suelo
Desechos
Argentina, 2000
México, 2006
Brasil, 2000
Venezuela, 1999
A las vías de transformación del carbono ya mencionadas se debe añadir
la intervención humana como principal fuente de perturbación del ciclo
natural del carbono por medio de cuatro mecanismos principales:
1. Quema de combustibles fósiles
El carbono contenido originalmente en los combustibles fósiles -carbón,
gas natural y petróleo- se transforma en CO2
atmosférico durante la
generación de electricidad, el transporte, el uso residencial, la pesca y la
minería. De estos combustibles, el gas es la opción menos contaminante
pero sólo Venezuela lo usa en forma importante. Otros países como
Argentina ya han legislado sobre la obligatoriedad de su uso en los
próximos años. El carbón por su parte, es barato y abundante, pero es el
más contaminante de todos ellos.
2. Extracción y procesamiento de minerales del suelo y subsuelo
Cuando se fabrica cemento, cal y dolomita, se transloca el carbono
contenido en el suelo y subsuelo hacia el exterior donde es más
fácilmente transformado por calor o disolución directa con otras
sustancias químicas. México tiene por ejemplo la fábrica cementera más
grande del mundo (CEMEX), donde se producen alrededor de 2,8 Tg de
cal y cemento que equivalen a la extracción y movimiento directo de 1,2
Gg de carbono directamente.
3. Cambio de cobertura y uso del suelo
En los países latinoamericanos se da una enorme cantidad y variantes
en los usos del suelo. El Panel Intergubernamental de Cambio Climático
(IPCC) contempla al menos 225 transiciones. Las que destacan, por su
mayor liberación de carbono a la atmósfera, son los cambios de bosque
a pastizal, de bosque a agricultura, de bosque a zona sin cobertura
vegetal y de bosque conservado a bosque degradado. Por el contrario,
los cambios con mayor absorción de carbono son de agricultura a
terreno en descanso y de pastizal a bosque.
Según World Wide Fund for Nature, en América Latina y el Caribe cerca
del 44% de la superficie es bosque húmedo tropical y subtropical, el 18%
pastizales y el 11% son desiertos y matorrales xerófilos. Los sistemas
boscosos sin intervención humana tienen un aparente equilibrio entre
síntesis y liberación de carbono hacia la atmósfera.
4. Agricultura y ganadería
La producción primaria tiene múltiples efectos en el movimiento
del carbono del suelo hacia la atmósfera. Cuando los agricultores
preparan sus tierras literalmente están aireando el suelo y con ello
incrementando la velocidad de descomposición del carbono orgánico
(proceso llamado mineralización). En contraste con la humificación, la
mineralización causa pérdida de volumen y masa de la parte orgánica
del suelo, disminuyendo paulatinamente sus propiedades de absorción
de agua y capacidad de intercambio de nutrientes con las raíces de las
plantas. Otro efecto sucede durante la fertilización: si es orgánica se
redistribuye directamente el flujo del carbono de los animales o plantas
al suelo, pero si en cambio es artificial, el aumento en la mineralización
del carbono será mucho mayor. En el caso de las quemas de caña de
azúcar el hombre elimina directamente los organismos responsables
de la humificación, afectando directamente la estructura física de
la materia orgánica que aún queda después de la incineración. La
ganadería también contribuye considerablemente a la emisión de los
GEI. Globalmente este sector produce un 18% (en equivalentes de CO2
)
de las emisiones antropogénicas de GEI.
5. Desechos humanos
Los residuos sólidos, tratados o no, son la materia prima para los procesos
microbiológicos de degradación anaeróbica, que liberan carbono a la
atmósfera. Además, se genera óxido nitroso por descomposición de los
excrementos humanos y el tratamiento anaeróbico de aguas residuales
domésticas e industriales en fase líquida y sólida (lodos).
Este ciclo describe los intercambios de carbono entre las cuatro
reservas naturales de este elemento, que son: la atmósfera, los
océanos, los sedimentos fósiles y la biosfera terrestre, de los
cuales depende la regulación del clima en el planeta.
El carbono es el cuarto elemento químico más abundante en
el universo y forma parte de todas las moléculas orgánicas
como la glucosa, las proteínas y los ácidos nucleicos. Este
elemento se renueva en la atmósfera cada 20 años gracias a los
mecanismos de respiración de las plantas y a la actividad de los
microorganismos del suelo. Gracias a la clorofila contenida en las
plantas verdes, éstas toman el CO2
del aire durante la fotosíntesis
y posteriormente liberan el oxígeno que lo reemplazará.
Existen dos tipos de carbono: el inorgánico y el orgánico.
Carbono inorgánico
Se forma cuando los organismos marinos emplean parte del CO2
del agua para formar caparazones o arrecifes ricos en carbonato
cálcico (CaCO3
). Al morir, estos residuos quedan depositados
en el fondo oceánico formando rocas sedimentarias en las que
el carbono queda excluído del ciclo durante millones de años.
Este carbono vuelve al ciclo cuando las rocas quedan expuestas
por movimientos geológicos (p. ej. erupciones volcánicas) y se
disuelven por el calor y los diferenciales de humedad.
En algunas ocasiones la materia orgánica queda sepultada
a grandes profundidades sin contacto con el oxígeno que la
descompone, produciéndose así la fermentación que generará el
carbón, petróleo y gas natural. La actual explotación de estos
recursos fósiles es una de las principales causas del cambio
climático.
Carbono orgánico
Es de intercambio rápido y está presente en todos los compuestos
orgánicos, incluyendo el suelo. Existen cinco rutas naturales
de transformación en las que los humanos tienen intervención
directa.
1. De la atmósfera a las plantas, mediante la generación
de azúcar por la fotosíntesis. Un solo árbol absorbe como
promedio una tonelada de CO2
del aire a lo largo de su vida.
2. De las plantas a los animales, mediante las cadenas
alimenticias.
3. De los seres vivos a la atmósfera, mediante la respiración.
4. De las plantas y animales al suelo, donde al morir, son
descompuestos e integrados en las moléculas de arcilla,
limo o arenas mediante procesos como la humificación, la
translocación o la mineralización.
5. De la atmósfera a los cuerpos de agua, mediante la disolución
del carbono y de la transformación de CO2
a carbonatos por
los organismos marinos.
Almacenes y sumideros
Existen tres tipos de almacenes para el carbono orgánico de
ciclo rápido o biológico, de acuerdo con su ubicación respecto
a la superficie del suelo: i) el almacén aéreo es la vegetación,
ii) el almacén superficial es el mantillo (hojarasca y capa de
fermentación) y iii) el almacén subterráneo lo constituyen el
suelo y las raíces de las plantas (ver Glosario).
Los bosques primarios (nativos) son buenos almacenes de
carbono, mas no sumideros, ya que su flujo de carbono con
la atmósfera es mínimo; lo contrario ocurre con los bosques
secundarios (modificados por el hombre), en los que existe mayor
capacidad de conversión de CO2
atmosférico a biomasa, por
encontrarse en crecimiento. El almacén más estable después del
océano es el suelo pero también es el más difícil de incrementar
ya que se requiere un tiempo prolongado para conseguirlo.
Los factores que determinan el potencial como sumidero del
suelo son la profundidad, el peso del suelo, la textura, los tipos
y combinaciones de arcillas presentes, el grado de humedad y
el volumen ocupado por fragmentos gruesos donde el carbono
orgánico no puede enlazarse fácilmente.
Los almacenes de carbono inorgánico más importantes,
constituidos principalmente por carbonatos de calcio se
encuentran en las zonas de origen sedimentario ubicadas en
Argentina, Bolivia, el norte de México y el norte de Chile.
El ciclo del carbono
Emisión de GEI por sector de emisión en cuatro países latinoamericanos
seleccionados con diferente perfil en su consumo energético. (CCG) [86a, b, c, d]
Modelo del ciclo del carbono. (JRC/LJ/NASA)
Distribución del carbono inorgánico en los
suelos de LAC. (CCG/USDA) [85]
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