Las emisiones de metano de los humedales han aumentado más rápido este siglo que incluso en los escenarios climáticos más pesimistas.

Desde el Ártico hasta los trópicos, los humedales abarcan alrededor del 6% de la superficie del planeta. Estos suelos anegados son la fuente natural de metano más grande del planeta, un potente gas de efecto invernadero que juega un papel clave en el aumento de la temperatura global.

A medida que el cambio climático aumenta las temperaturas globales y altera los patrones de precipitaciones, los humedales liberan metano a la atmósfera con mayor rapidez, un fenómeno conocido como “retroalimentación del metano de los humedales”.

Una nueva investigación, publicada como una \»comunicación breve\» en Nature Climate Change, encuentra que en 2020-21 se produjo un crecimiento \»excepcional\» en las emisiones de metano de los humedales.

El documento agrega que los humedales tropicales en particular son \»puntos calientes\» de las emisiones de metano, siendo América del Sur el mayor contribuyente al aumento de las emisiones de los humedales tropicales durante el siglo XXI.

Mientras tanto, un estudio separado, también publicado en Nature Climate Change, encuentra que el calentamiento global también está afectando a las emisiones de dióxido de carbono y óxido nitroso de los humedales.

El documento concluye que \»el calentamiento socava el potencial de mitigación de los humedales vírgenes, incluso para un aumento de temperatura limitado de 1,5 a 2 °C\».

La retroalimentación del metano de los humedales

El metano es un potente gas de efecto invernadero que ha causado alrededor del 30% de todo el calentamiento global causado por el hombre desde la Revolución Industrial. La mayoría de las emisiones de metano provienen de la actividad humana, incluida la industria de los combustibles fósiles, los vertederos y la agricultura.

En 2021, EE. UU., la Unión Europea, Indonesia, Canadá, Brasil, el Reino Unido y muchos otros firmaron el \»Compromiso mundial de metano\», prometiendo reducir sus emisiones de metano en un 30 % durante 2020-30.

Mientras tanto, un informe publicado el año pasado por la Agencia Internacional de Energía concluyó que \»las oportunidades más rentables para la reducción del metano se encuentran en el sector energético, especialmente en las operaciones de petróleo y gas\».

Sin embargo, el 40% de las emisiones de metano provienen de fuentes naturales. Los suelos anegados llamados humedales, que están inundados de agua durante al menos parte del año, son la mayor fuente natural de emisiones de metano del mundo.

Los humedales toman muchas formas diferentes, desde turberas de permafrost ártico hasta plantaciones de manglares tropicales y marismas. Alrededor del 40% de todas las especies viven o se reproducen en humedales. También brindan servicios ecosistémicos clave, como la filtración de agua, y son importantes sumideros de carbono. Como tal, la restauración de humedales se considera a menudo como una importante opción de mitigación climática.

Sin embargo, los humedales también liberan gases de efecto invernadero a la atmósfera. El nuevo estudio explora cómo el cambio climático está afectando las emisiones de metano en dos tipos clave de humedales: humedales de permafrost y humedales tropicales.

Los humedales de permafrost, que se encuentran en temperaturas frías en latitudes altas, consisten en suelos parcialmente congelados y anegados. A medida que el clima se calienta y el permafrost se descongela, los microbios inactivos comienzan a \»despertar\» y liberan metano a la atmósfera.

Por otra parte, los humedales tropicales que se encuentran típicamente en climas cálidos y húmedos, y a medida que el cambio de clima provoca cambios en los patrones de lluvia, nuevos suelos se inundan y estos humedales se expanden.

En general, esto significa que el calentamiento global está generando mayores emisiones de metano en los humedales. Este proceso se denomina “retroalimentación del metano de los humedales”.

Subestimación de las emisiones

El documento evalúa la retroalimentación del metano de los humedales utilizando dos tipos diferentes de datos: muestras recopiladas durante muchas décadas de trabajo de campo y datos de \»reanálisis\» que combinan observaciones de múltiples fuentes con simulaciones de modelos.

Los autores utilizan las dos fuentes de datos para ejecutar simulaciones de un modelo de metano de humedales, que utilizan para proyectar futuras emisiones de metano de humedales tropicales y de permafrost en una variedad de escenarios de calentamiento.

El siguiente gráfico muestra las emisiones de metano de los humedales durante 2000-22, en relación con los niveles de 2000-06, según las estimaciones de los datos de trabajo de campo (línea negra punteada) y los datos de reanálisis (línea negra continua). También muestra las emisiones proyectadas tomadas del quinto Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP5) hasta el año 2100. CMIP es un marco para experimentos de modelos climáticos, que permite a los científicos estudiar y comparar los resultados de diferentes modelos climáticos.

Las líneas azul oscuro, azul claro, amarilla y roja muestran, respectivamente, los escenarios de emisiones bajas (RCP2.6), moderadas (RCP4.5), altas (RCP 6.0) y extremadamente altas (RCP8.5).

Los autores encuentran que, en los últimos 20 años, las emisiones de metano de los humedales han aumentado entre 1,2 y 1,4 millones de toneladas por año, lo que es más rápido que la proyección promedio en el escenario de emisiones más pesimista (RCP8.5), que muestra un crecimiento de 0,9 millones de toneladas de metano por año.

Los autores también encontraron un aumento \»excepcional\» en las emisiones de metano durante 2020-21.

Las emisiones anuales promedio globales aumentaron entre 8 y 10 millones de toneladas por año durante 2007-21 debido al cambio climático, en comparación con la línea base de 2000-06. Sin embargo, las emisiones aumentaron entre 14 y 26 millones de toneladas en 2020 y entre 13 y 23 millones de toneladas en 2021.

El Dr. Benjamin Poulter, científico investigador en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y autor del estudio, dice a Carbon Brief que ha sido difícil atribuir las emisiones de metano al cambio climático debido a la alta variabilidad del clima de un año a otro, pero añade que \»estamos cada vez más seguros ahora que vemos un impacto del cambio climático en las emisiones de metano\».

\»Puntos críticos\» tropicales

Para investigar el aumento de las emisiones globales de metano de los humedales con más detalle, los autores examinaron las emisiones por continente.

La siguiente gráfica muestra el porcentaje de aumento en las emisiones de metano de los humedales, medido usando datos de trabajo de campo (naranja) y datos de reanálisis (verde), durante 2000-21, en comparación con la línea base de 2000-06. Los años de emisión de metano \»excepcionales\» de 2020 y 2021 se muestran con puntos rojos y azules.

Los resultados se muestran para el mundo (GL), hemisferio norte (NH), hemisferio sur (SH), Norteamérica (NAm), Sudamérica (SAm), África (Afr), norte de Asia (NAs), sur de Asia (SAs) y Sudeste Asiático (SEA).

Los datos terrestres muestran que América del Sur fue el mayor contribuyente a las emisiones globales de metano de los humedales, mientras que los datos satelitales indican que el sur y el sureste de Asia también desempeñaron un papel.

El estudio concluye que el mayor aumento en las emisiones globales de metano de los humedales proviene de los humedales tropicales, mientras que las regiones de turberas de permafrost de latitudes altas han contribuido menos.

Los modelos del estudio \»se ajustan a la observación de la teledetección satelital de que algunos humedales tropicales se están extendiendo, volviéndose más húmedos y cálidos\», dice el profesor Euan Nisbet, profesor emérito de la Universidad Royal Holloway de Londres, en un documento de comentarios adjunto; y añade:

“Las observaciones satelitales encontraron que la mayor parte del crecimiento reciente del metano proviene del aumento de las emisiones, especialmente de la inundación de los humedales africanos. Los hallazgos están respaldados por las grandes emisiones medidas recientemente en campañas de aviones de vuelo bajo sobre humedales en la Amazonía boliviana y brasileña, y sobre las cuencas del Alto Congo y Zambezi en Zambia. En los principales humedales de Zambia, por ejemplo, las emisiones de metano fueron un orden de magnitud mayor que las simuladas en los modelos de superficie terrestre”.

Aunque la retroalimentación del metano de los humedales está bien establecida en la literatura científica, los científicos a menudo han \»luchado\» para representar las emisiones de metano de los humedales en modelos, dice Poulter a Carbon Brief.

Los autores del estudio advierten que la mayoría de los modelos del sistema terrestre y los modelos de evaluación integrados, que se utilizan para informar informes influyentes, como los últimos informes de evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), no incorporan directamente este proceso en sus modelos climáticos.

La Dra. Gabrielle Dreyfus, científica principal del Instituto para la Gobernanza y el Desarrollo Sostenible, una organización sin fines de lucro con sede en EE. UU., y que tampoco participó en el estudio, dice a Carbon Brief que las rutas actuales de emisiones del IPCC requieren \»reducciones rápidas y profundas en las emisiones de metano asociadas con las actividades humanas\» para limitar el calentamiento a 1.5 ºC. Sin embargo, estos “suponen aumentos muy limitados en las emisiones de metano de fuentes naturales”.

A la luz del nuevo trabajo sobre la retroalimentación del metano de los humedales, concluye:

“Las brechas destacadas en este estudio apuntan a un futuro en el que es posible que sea necesario complementar la mitigación de las emisiones de metano causadas por el hombre con enfoques de eliminación de metano”.

Dr. Mark Lunt, investigador asociado postdoctoral en la escuela de geociencias de la Universidad de Edimburgo, que no participó en la investigación, advierte a Carbon Brief que “las emisiones de una retroalimentación de metano de los humedales tienen el potencial de compensar cualquier reducción realizada a través de acuerdos como el Compromiso Global de Metano”.

Allen dice que se \»requieren con urgencia\» más mediciones y modelos para \»caracterizar completamente esta preocupante tendencia\».

¿Fuente o sumidero?

El metano no es el único gas de efecto invernadero liberado por los humedales. También son fuentes de dióxido de carbono y óxido nitroso.

Un estudio separado de Nature Climate Change utiliza observaciones de 167 sitios para evaluar cómo el calentamiento global afectará las emisiones de los tres gases en los humedales.

Los autores encuentran que aunque los humedales son actualmente un sumidero de gases de efecto invernadero, el \»potencial de calentamiento global de los humedales en 100 años\» podría aumentar en un 57% con un aumento de la temperatura global de 1.5-2 ºC.

Los autores encuentran que las emisiones de gases de efecto invernadero de los humedales dependen en parte del tipo de planta que se encuentra en el humedal. Se centran en las plantas vasculares, un grupo de plantas que incluye coníferas y plantas con flores que tienen tubos llamados \»xilema\» y \»floema\» para transportar alimentos y agua internamente, y plantas criptográficas que se reproducen usando esporas, como las algas.

El Dr. Xiyan Xu, investigador del Instituto de Física Atmosférica de China y autor del estudio, explica los principales hallazgos del estudio a Carbon Brief:

“Aunque el calentamiento aumenta el sumidero de CO2 de los humedales dominados por plantas vasculares, mejora mucho más la fuente de CO2 en los humedales dominados por criptógamas. Como fuente neta de metano y óxido nitroso, los humedales muestran una respuesta positiva al calentamiento, especialmente en los humedales de permafrost dominados por plantas vasculares”.

El estudio advierte que \»el calentamiento socava el potencial de mitigación de los humedales vírgenes\», y agrega que existe una \»gran incertidumbre\» sobre si los humedales seguirán siendo o no un sumidero de carbono a medida que el planeta se calienta.

Dreyfus le dice a Carbon Brief que este estudio es un \»buen complemento\» al primero, y agrega que \»sintetiza de manera elegante los datos de sitios de humedales del hemisferio norte en latitudes más altas para mostrar una imagen más compleja\».

Poulter agrega que este documento \»respalda\» que el calentamiento observado es \»culpable del rápido aumento del metano atmosférico durante la última década\».

Autora: Ayesha Tandon.

Publicado en CarbonBrief, el 20 de marzo de 2023.