De qué modo aportan al cambio climático las emisiones de las ‘lagunas de soda’ del Pantanal brasileño

Estos cuerpos de agua, que se caracterizan por su elevado pH y su alta concentración de sales alcalinas, prácticamente se están secando debido al aumento de temperatura, a las alteraciones en el patrón de lluvias y a los incendios. Los resultados de nuevos estudios muestran el influjo de la comunidad microbiana local y otros factores sobre la liberación de gases de efecto invernadero

Por Luciana Constantino  |  Agência FAPESP – Las variaciones estacionales –con estaciones secas y húmedas– y el nivel de nutrientes constituyen factores que influyen significativamente sobre las emisiones de gases de efecto invernadero de las lagunas salinas alcalinas en el Pantanal, consideradas menos comunes que las de agua dulce. Este bioma, situado en el sudoeste brasileño, está considerado como la mayor llanura de inundación del mundo, y se expande hacia Bolivia y Paraguay. Una investigación realizada por científicos de las universidades brasileñas de São Paulo (USP) y Federal de São Carlos (UFSCar) aporta una nueva comprensión sobre los factores biológicos que impactan sobre esas emisiones y hace hincapié en la urgencia de profundizar los estudios sobre el tema.

Estos cuerpos de agua, denominados “lagunas de soda”, se caracterizan por su elevado pH y su alta concentración de sales alcalinas, entre ellas carbonatos y bicarbonatos que influyen directamente en la microbiología de ese ambiente y en su diversidad de plancton.

En el estudio, los investigadores señalan la necesidad de incluir la composición y la función de las comunidades microbianas en los modelos de emisiones de gases de efecto invernadero para obtener un análisis más completo de esos ecosistemas y de cómo pueden reaccionar a los cambios ambientales provocados por eventos climáticos extremos e incendios, por ejemplo.

El Pantanal está padeciendo sequías extremas consecutivas y récords de incendios: en el año 2020 alcanzó su pico, con 22.116 focos de ígneos durante todo el año. Entre enero y agosto de 2024, el total de focos –9.167– superó el registro de los 12 meses de los últimos tres años (2023, 2022 y 2021, si se considera el acumulado de cada año por separado), de acuerdo con el programa BDQuemadas del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe).

El referido trabajo, publicado en la revista Science of the Total Environment, pone de relieve tres tipos distintos de lagunas salinas alcalinas en el Pantanal que varían de acuerdo con la composición química del agua y las comunidades microbianas. Son las lagunas turbias eutróficas (ET), las turbias oligotróficas (OT) y las oligotróficas claras con vegetación (CVO).

Y en él se arriba a la conclusión de que ha habido mayores emisiones de metano en las lagunas turbias eutróficas, asociadas al crecimiento de cianobacterias y a la descomposición de materia orgánica. Cuando esas cianobacterias se mueren y se descomponen, junto con el carbono orgánico producido a través de la fotosíntesis, esto acelera la rotura de materia orgánica en el agua que ejecutan las bacterias y las arqueas. Este proceso libera subproductos que, al metabolizárselos en los sedimentos, generan metano, especialmente durante los períodos de sequía.

Las lagunas oligotróficas claras con vegetación también han emitido metano, pero con niveles más bajos. Por otra parte, las lagunas oligotróficas turbias no han emitido ese gas, un hecho relacionado posiblemente a los altos niveles de sulfato en el agua, pero han liberado dióxido de carbono (CO₂) y óxido nitroso (N₂O).

“Estamos viendo una variación muy grande en los paisajes de esas lagunas. Desde el año 2017, cuando realizamos la primera recolección, fue posible observar que las mismas están prácticamente secándose debido al aumento de temperatura, a los cambios en las precipitaciones de lluvias y a los incendios. Las imágenes satelitales muestran que el área de agua se redujo entre 2000 y 2022, aparte del aumento de cianobacterias, los microorganismos que realizan la fotosíntesis y dejan el agua con una coloración verde. Son los impactos de los cambios climáticos”, afirma en declaraciones concedidas a Agência FAPESP Thierry Alexandre Pellegrinetti, investigador del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura de la USP (Cena-USP) y autor principal del artículo.

Una parte del trabajo se llevó a cabo durante el doctorado de Pellegrinetti, quien contó con una beca de la FAPESP, bajo la dirección de la profesora Marli de Fátima Fiore, del Cena, quien firma el trabajo como autora corresponsal. La Fundación también apoyó la investigación en el marco del Proyecto Temático intitulado “Cambios climáticos e impactos ambientales en áreas anegadas del Pantanal”.

El impacto

Si bien los humedales naturales representan tan solo entre un 5 % y un 8 % del paisaje terrestre global, almacenan entre un 20 % y un 30 % del carbono del suelo en la Tierra, especialmente en las zonas tropicales y subtropicales, y cumplen un importante papel en la regulación de la concentración atmosférica de CO₂ con efectos sobre el clima.

En el caso del Pantanal, considerado el humedal tropical más grande del mundo, aparte de las zonas anegadas con agua dulce, existen cerca de mil lagunas salinas alcalinas, concentradas fundamentalmente en la subregión de Nhecolândia, un distrito del municipio de Corumbá, en el estado de Mato Grosso do Sul, y enfoque de la investigación. Aparte de servir como santuario para innumerables especies silvestres, este bioma alberga en su biodiversidad más de 2.000 tipos de plantas y 580 de aves, que se benefician de la abundante biomasa de plancton de los lagos.

El estudio muestra una tendencia preocupante: el aumento en la prevalencia de lagunas con floraciones de cianobacterias, lo cual sugiere que esas áreas pueden convertirse en el futuro en emisoras significativas de gases de efecto invernadero. “Este trabajo empezó enfocándose en entender la geología de esas lagunas, cómo se forman con el tiempo, y analizar los ciclos biogeoquímicos más vinculados a las emisiones, fundamentalmente de metano, CO₂ y óxido nitroso”, añade Pellegrinetti.

Para la microbióloga Simone Raposo Cotta, una de las autoras del artículo y becaria de la FAPESP, es importante poner de relieve el papel de estas áreas. “Todos los procesos ecológicos y de funcionamiento de los ecosistemas en las lagunas tienen como base a los microorganismos. Estos ejecutan el ciclo de nutrientes en general y se encargan de mantener diversos procesos, de allí su gran importancia”, afirma Raposo Cotta, quien actualmente es docente del Departamento de Ciencia del Suelo de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP).

En 2022, el grupo ya había publicado un artículo en el cual develaba el estilo de vida de las comunidades bacterianas en las “lagunas de soda”, y arribaba a la conclusión de que, durante la estación seca, las cianobacterias pueden adaptarse a condiciones ambientales adversas mediante la absorción de CO₂. Y en situaciones más favorables (durante el período lluvioso), las mismas dan sostén al crecimiento bacteriano.

Aparte del Pantanal, que posee las menores profundidades, esas lagunas existen en Canadá, en Rusia (donde el nivel de salinidad es alto) y en África, lugares en donde son mayores en tamaño y más profundas. En la investigación se utilizaron datos metagenómicos para explorar los ciclos biogeoquímicos y el aporte de las emisiones biogénicas, particularmente metano, de los cuerpos de agua.

El futuro

Raposo Cotta explica que aún no ha sido posible estimar el aporte de las emisiones de esas lagunas al total del bioma Pantanal y que el grupo de investigadores está trabajando en una serie de despliegues, entre ellos el modelado para dar respuesta a esta cuestión.

“Estamos finalizando trabajos en otras áreas de funcionamiento geoquímico, de formación de esas lagunas, pues ellas ya están alterándose. En algunas existe actualmente concentración mayor de cianobacterias que lleva a la alteración del agua. Una pregunta que estamos intentando contestar hace referencia al motivo de esto y a formas mitigarlo”, dice la investigadora.

Puede leerse el artículo intitulado The role of microbial communities in biogeochemical cycles and greenhouse gas emissions within tropical soda lakes en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969724047958?via%3Dihub.