Biosphere 2 estudia los efectos de la sequía en las selvas tropicales mediante la medición de caudal

A medida que cambia el clima de la Tierra, los científicos prevén que un mundo más cálido y seco tendrá graves repercusiones en los ecosistemas globales, con muchas zonas sometidas a un mayor estrés hídrico o a sequía.

A medida que cambia el clima de la Tierra, los científicos prevén que un mundo más cálido y seco tendrá graves repercusiones en los ecosistemas globales, con muchas zonas sometidas a un mayor estrés hídrico o a sequía. Sin embargo, es difícil pronosticar el impacto concreto que tendrá el cambio climático en la calidad del suelo, del aire y del agua en las distintas regiones del mundo.

En 2019, un equipo interdisciplinar de más de 80 científicos de todo el mundo se reunió para llevar a cabo un experimento sin precedentes que seguía los efectos de la sequía y de la recuperación tras la sequía en las selvas tropicales. El experimento fue financiado en parte por una subvención del Consejo Europeo de Investigación y dio lugar a varias colaboraciones, entre ellas una con Alicat.

Reto: medir los efectos del estrés hídrico en un ecosistema de selva tropical

Biosphere 2, a las afueras de Tucson (Arizona)

En este experimento, el equipo quiso medir los efectos del estrés hídrico en los ecosistemas de selva tropical. Realizaron sus estudios en Biosphere 2, una instalación artificial, con un coste de varios millones de dólares, construida en la década de 1980 para simular un ecosistema terrestre totalmente aislado. Hoy la instalación se utiliza para la investigación, la educación y el turismo. Su bioma de selva tropical cuenta con más de 90 especies diferentes de plantas en un espacio cerrado del tamaño de varias pistas de tenis.

En este entorno, el equipo de científicos llevó a cabo un experimento controlado de sequía de todo el ecosistema y de marcaje con isótopos estables en el bioma de selva tropical de Biosphere 2. La campaña, llamada Water, Atmosphere, and Life Dynamics (WALD, que significa bosque en alemán), es un esfuerzo colaborativo dirigido por Laura Meredith, directora de la selva tropical de B2, de la Universidad de Arizona; Christiane Werner, beneficiaria de una ERC Consolidator Grant, de la Universidad de Friburgo (Alemania); y Nemiah Ladd, de la Universidad de Friburgo (Alemania).

El experimento

Controladores de caudal másico de Alicat instalados para su uso en Biosphere 2

En octubre de 2019, el bioma de selva tropical de Biosphere 2 se cerró al público y Christiane Werner, de la Universidad de Friburgo (Alemania), liberó dióxido de carbono por valor de casi 20 000 dólares enriquecido con carbono‑13, un trazador isotópico.

Los controladores de caudal másico de Alicat supervisaron de cerca la liberación del isótopo en el sistema, que se eligió como trazador adecuado porque aparece con relativa poca frecuencia en la naturaleza. Por ello, es una herramienta útil con la que seguir y medir los cambios en los sistemas del suelo, del agua y del aire.

La configuración experimental y el proceso de adquisición de datos incluyeron la perforación del xilema de los árboles, el embolsado de hojas, el sondeo del suelo y el uso de analizadores de la composición del aire. Según la directora de Investigación de la Selva Tropical, la Dra. Laura Meredith: «Las plantas parecen un poco hospitalizadas con todos los sensores».

Conclusiones

Se sabe que las selvas tropicales desempeñan un papel importante en el ciclo global del carbono; lo que no se entiende es cómo puede cambiar esta función cuando un bioma sufre estrés hídrico. Según la Dra. Meredith, este experimento pretendía comprender mejor si los ecosistemas responderán a las sequías de una manera que libere carbono y agrave el cambio climático o «de una manera que ayude a mitigarlo, a ralentizar el proceso».

La Dra. Meredith ya había utilizado controladores de caudal másico de Alicat en experimentos realizados durante su etapa en el Observatorio de Evolución del Paisaje de la Universidad de Arizona. En aquellos experimentos, la Dra. Meredith quedó satisfecha con la exactitud y la repetibilidad de los controladores de Alicat. Se puso en contacto con nosotros en busca de una colaboración que respaldara su trabajo actual en Biosphere 2.

Nos entusiasmó formar parte de este experimento tan importante y singular. La Dra. Meredith presentó los resultados preliminares de este experimento el 3 de marzo de 2020 en la convención PittCon 2020 de Chicago.