El bosque, el “pulmón” del planeta y el oxígeno que respiramos

Escribe Alejandro Dezzotti, del Departamento de Ecología, con sede San Martín de los Andes, de la Universidad Nacional del Comahue.

 

“…los árboles consisten básicamente en aire. Cuando arden, vuelven al aire, y con el calor ardiente se libera el calor ardiente del Sol que se concentró para convertir el aire en árbol. Y en la ceniza queda el pequeño residuo de lo poco que no salió del aire, sino que salió de la tierra sólida.”Richard Feynman (“El placer de descubrir”, 1999)

 

ARGENTINA (Mayo 2022).- La Tierra es el único lugar conocido donde existe vida. Este fenómeno abundante y diverso se basa en tres ingredientes esenciales: una fuente primaria de energía (radiación solar y compuestos químicos inorgánicos), elementos químicos (fósforo, azufre, hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno y otros) y agua líquida.

Sin embargo, sin el nivel actual de oxígeno molecular en la atmósfera (O2), la vida sería completamente diferente.

El O2 permitió que los organismos experimentaran una sorprendente evolución y se alcanzara la diversidad actual de la biósfera. Esta “zona de la vida” es un concepto que integra a todos los seres vivos y los demás componentes de la geósfera (la litósfera, la hidrósfera y la atmósfera), acuñado por el geólogo austríaco E.Suess en 1875 y perfeccionado por el físico ruso V. Vernadsky a principios del s. XX.

La vida prácticamente existe en todos los lugares de la Tierra, incluidos las profundidades de la corteza terrestre y del hielo continental, y las partes más profundas del océano y más altas de la atmósfera.

Poblaciones de microorganismos fueron descubiertas a 580 m del interior de rocas localizadas a 2.600 m del fondo del mar, en el interior de la corteza terrestre a 5.000 m y a 800 m por debajo del hielo en la Antártida.También se encontraron aves volando a 11.000 m de altura y peces desplazándose a 8.400 m de profundidad. Estos límites definen el tamaño de la biosfera, que es difícil de precisar con exactitud.

Sin embargo, se estima que un 99,5% de este volumen es inhabitable para el Homo sapiens, debido a la alta o baja presión atmosférica y temperatura, la ausencia o exceso de radiación solar y la falta de oxígeno.

 

El oxígeno

El oxígeno es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre, representa el 89% de la masa del océano y es el segundo elemento más abundante en la atmósfera, alcanzando el 21% del volumen total (Fig. 1). Si todo este oxígeno se enfriara hasta el estado líquido, una capa de 6 cm de espesor de este elemento cubriría la superficie completa del planeta. Existe una mezcla uniforme de O2 en la atmósfera hasta aproximadamente 80 km de altura, pero debido a la disminución exponencial de la presión con la altitud, la mayor parte se encuentra en los primeros 10 km.

El O2 es vital porque provee de elementos químicos para la fotosíntesis oxigénica y la respiración aeróbica (6CO2(dióxido de carbono) + 6H2O (agua)+ hv (radiación solar) = C6H12O6(glucosa) + 6O2)).

La vida comenzó en una atmósfera sin O2 y estas condiciones se extendieron hasta hace aproximadamente 2.200 millones de años. Sin embargo, a partir de ese momento la aparición de las cianobacterias, capaces de sintetizar compuestos orgánicos a partir de la radiación solar y el poder reductor del agua, causó el “Gran evento de oxidación” que cambió por completo la biósfera.

La fotosíntesis oxigénica convirtió la atmósfera y el océano en ambientes con una abundante cantidad biológica de O2, que “envenenó” muchos organismos anaeróbicos. Sin embargo, el uso como fuente de poder reductor de un recurso abundante como el agua, implicó un aumento de la productividad primaria en un orden de hasta 1.000 veces, y la vida en el océano y la tierra firme comenzó a volverse abundante, diversa y compleja.

La acumulación significativa de oxígeno en la atmósfera comenzó cuando el flujo de O2 hacia la atmósfera, debido a la fotosíntesis de las cianobacterias y el enterramiento de carbono orgánico, sulfuro y minerales en los sedimentos, excedió el flujo asociado al sumidero de oxígeno debido a la oxidación de compuestos que provenían de gases y minerales reducidos volcánicos.

El pulmón del planeta

Los bosques naturales en general y los de la Amazonia en particular son extensamente retratados en forma figurada, en textos sobre información, educación y acción vinculada a la conservación ambiental, como los “pulmones del planeta”(Fig. 2).

Un tweet del presidente francés Emmanuel Macrón tuvo el mismo sentido: “Nuestra casa está en llamas. Literalmente. El Amazonas, el pulmón de nuestro planeta que produce el 20% de nuestro oxígeno, está en llamas…”, escribió.

Aunque el pulmón no produce oxígeno, sino que lo consume, igualmente se utiliza esta metáfora que encierra una equivocación mayor: la que plantea que el O2 que respiramos proviene de la fotosíntesis. Esta afirmación implica que la destrucción del bosque nos priva de un elemento vital.

La falsedad de esta idea se verifica con el resultado de un experimento sencillo: la variación diaria de O2 en un recipiente cerrado que contiene una planta adulta expuesta a la luz solar, es prácticamente nula. La fotosíntesis es el proceso principal que produce O2; sin embargo, la respiración aeróbica ejercida por estos mismos organismos, lo remueve prácticamente en la misma cantidad (Tabla 1, Fig. 1).

 

La comprensión del origen del O2 que respiramos requiere analizar las fuentes, que aumentan su cantidad en la atmósfera, y los sumideros, que la disminuyen, y la relación de este gas con los demás componentes de la geósfera.

El movimiento del oxígeno describe un ciclo en el que participan procesos biológicos (e.g., la fotosíntesis oxigénica y la respiración aeróbica), químicos (e.g., la meteorización) y físicos (e.g., el movimiento de la corteza terrestre y el vulcanismo), estrechamente relacionado con el ciclo de otros elementos químicos.

La cantidad de O2 está controlada, entre otros procesos, por el enterramiento tectónico de la materia orgánica que contiene carbono y oxígeno, originada por la fotosíntesis, en los sedimentos oceánicos profundos anóxicos (subducción por convergencia).

Posteriormente, estos sedimentos se transforman en minerales y rocas (e.g., pirita, óxido de hierro, calcita, dolomita), que son sometidos a la meteorización que libera nuevamente O2,luego de ser elevados tectónicamente(expansión por divergencia).

Algunos portales informan que el bosque y el océano representan los “pulmones del planeta”. a) BBC, b) Diario Clarín (23/08/2019), c) NationalGeographic (8/10/2019), d) Diario El Confidencial (22/08/2019), e) NationalGeographic (27/2/2021), f) Diario La Vanguardia (22/08/2019).

 

El 0,1% de la productividad primaria forma parte del reciclado geológico de largo plazo del O2, mientras el 99,9% restante forma parte del reciclado biológico de corto plazo, determinado por la fotosíntesis y la respiración (Fig. 1).

Al mismo tiempo, este flujo está controlado por mecanismos de retroalimentación negativa, que mantienen en equilibrio dinámico una cantidad estable de O2 en el aire. Por ejemplo, la oxidación de las rocas depende de la cantidad de O2; si es baja, la oxidación es baja también.

Cuando la cantidad de O2 es alta, la probabilidad de una mayor intensidad y cantidad de incendios de la vegetación naturales y antropogénicos también aumenta, que oxida la materia orgánica y disminuye la cantidad de O2.

Tabla 1. Procesos y flujo del oxígeno de la atmósfera.

 

El bosque

El oxígeno que respiramos se debe a las cianobacterias, que prosperan desde hace millones de años, y cuya evolución fue el gran acontecimiento de la historia de la Tierra. Sin embargo, para alcanzar la abundancia actual del oxigeno no alcanzó con el origen y la producción de estos microorganismos.

La tectónica de placas, a través del enterramiento y la liberación de compuestos químicos, posibilitó la oxigenación original de la atmósfera y contribuye a mantenerla en el nivel estable actual.Este nivel podría cambiar como resultado de la combinación de procesos geológicos y biológicos, lo que probablemente llevaría millones de años.

El bosque no es responsable del oxígeno que respiramos, pero la preocupación pública sobre su extensión y estado de conservación está justificada. En los últimos 30 años, la deforestación global se produjo a una tasa de 0,25 %/año y alcanzó más de 300 millones de hectáreas,una superficie equivalente al tamaño de la Argentina continental.

En nuestro país, durante ese periodo se deforestaron más de 7.300.000 de hectáreas a una velocidad de 0,71 %/año; esta tasa triplicó la mundial.Aquí, la deforestación es históricamente muy intensa: entre 1915 y 2020 se perdió en forma irreversible 74,6% de la superficie de los bosques naturales (Fig. 4).

El universo es infinito pero el espacio habitable con el que contamos en él es ínfimo, debido en parte al oxígeno que es vital. El bosque también es vital, no únicamente para nuestra propia existencia.Desde hace relativamente poco tiempo, dejamos de ser sólo seres biológicos para convertirnos también en agentes geológicos, capaces de ejercer un impacto sin precedente sobre la atmósfera, el océano y la capa superficial del planeta, que incluye al bosque.

Mientras respiramos profundamente, deberíamos reflexionar acerca de la tragedia ambiental y social que representa la destrucción forestal, y preguntarnos si no nos estamos convirtiendo en el hacha que tala nuestra propia raíz.

 

Fig. 4. Superficie de los bosques naturales de la Argentina entre 1915 y 2020.

 

Lecturas sugeridas
Canfield D. 2015. Oxígeno: una historia de cuatro mil millones de años. Editorial Crítica. https://doi.org/10.1126/science.1063811.
Kump L. 2008. The rise of atmospheric oxygen. Nature 451(17): 277-278. https://doi.org/10.1038/nature06587.
Wuebbles D. 2018. Oxygen cycle. En: Encyclopedia of Ecology. Pp. 146-153. Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.00947-7.

 

 

 

Este artículo forma parte del espacio mensual de la REDFOR.ar, en ArgentinaForestal.com, que busca divulgar y generar debate sobre la problemática forestal del país. Las opiniones pertenecen a los autores.

 

 

 

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