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  • Julio 2018Nº 502
Apuntes

Geoquímica

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El nitrógeno oculto en las rocas

Bajo nuestros pies yace una fuente previamente desconocida de este elemento esencial para las plantas.

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Hasta ahora se pensaba que casi todo el nitrógeno presente en el suelo provenía de la atmósfera, desde donde era capturado por microorganismos o disuelto en la lluvia. Sin embargo, parece que los científicos han estado pasando por alto otra fuente de gran importancia de este elemento, esencial para el crecimiento de las plantas. Según un estudio publicado el pasado abril en la revista Science, hasta una cuarta parte del nitrógeno del suelo y las plantas se filtraría desde la tierra a través del lecho rocoso.

Al margen de unos pocos estudios aislados, la comunidad investigadora nunca había pensado en estudiar las rocas como posible fuente de nitrógeno, afirma Benjamin Z. Houlton, experto en ecología global de la Universidad de California en Davis y autor principal del estudio. Pero el hallazgo tiene implicaciones que van más allá de la comprensión del ciclo del nitrógeno en nuestro planeta, ya que podría obligar a modificar los modelos climáticos. En ciertas áreas, las plantas estarían capacitadas para crecer más y más rápido de lo que se pensaba, lo que les permitiría absorber una mayor cantidad de dióxido de carbono, explica Houlton.

A medida que aumentan las temperaturas globales, cada vez es más importante calcular cuánto dióxido de carbono será capaz de absorber la vegetación. La cantidad exacta sigue siendo desconocida, pero las plantas quizá puedan proporcionar «algo más de margen», señala Houlton.

Las investigaciones anteriores habían examinado la relación entre la cantidad de nitrógeno presente en los sedimentos que pasa al manto (la capa que hay bajo la corteza terrestre) y la cantidad que liberan los volcanes a la atmósfera (compuesta en un 78 por ciento de nitrógeno). Desde los años setenta del siglo pasado, algunos estudios venían mostrando que varios tipos de rocas sedimentarias contenían nitrógeno procedente de plantas, algas y animales que murieron hace largo tiempo y que se depositaron en el antiguo fondo marino. Algunos artículos incluso propusieron que el elemento podría filtrarse al suelo en determinados lugares. Sin embargo, nadie continuó investigando y los científicos acabaron por concluir que la cantidad de nitrógeno liberado por la erosión de las rocas sería insignificante. «No parecía que fuese a formar parte del paradigma de cómo creemos que funciona el ciclo del nitrógeno», apunta Houlton.

En 2011, en un estudio publicado en Nature, Houlton y sus colaboradores descubrieron que los suelos forestales situados sobre rocas sedimentarias de ciertas partes de California contenían un 50 por ciento más de nitrógeno que los emplazados sobre rocas ígneas (volcánicas). También hallaron un 42 por ciento más de nitrógeno en los árboles que crecían sobre un lecho de roca sedimentaria. Sin embargo, aunque aquella investigación indicó que el elemento pasaba de las rocas al suelo y las plantas en zonas concretas, no demostró que se tratase de un fenómeno de importancia mundial.

En el nuevo estudio, Houlton y sus colaboradores usaron California como sistema geológico modelo, ya que esta región estadounidense posee la mayoría de los tipos de roca existentes en la Tierra. Los investigadores midieron los niveles de nitrógeno en casi mil muestras californianas y en otras de todo el mundo. Luego desarrollaron un modelo informático para calcular la rapidez con que las rocas terrestres se descomponen y aportan nitrógeno al suelo.

El nitrógeno liberado por los procesos de meteorización acaba llegando al océano y se deposita en las rocas que se están formando en el fondo marino. Después, el movimiento de las placas tectónicas eleva las rocas; estas se degradan y dejan escapar el nitrógeno, que es absorbido por las plantas y los animales y atrapado de nuevo en las rocas, con lo que se perpetúa el ciclo. La meteorización puede consistir tanto en una desintegración física —que se acelera cuando las rocas son empujadas hacia arriba y quedan expuestas a los elementos— como en una disolución química, como la que se produce cuando el agua de lluvia reacciona con los compuestos de las rocas.

William Schlesinger, biogeoquímico del Instituto Cary de Estudios del Ecosistema en Millbrook que no participó en el estudio, afirma que en una ocasión midió niveles considerables de nitrógeno en las rocas, pero no «ató cabos» y supuso que no sería una fuente habitual o importante del nutriente. Con todo, Schlesinger aconseja tomarse los nuevos hallazgos con cautela, ya que la cantidad de nitrógeno que penetra en el suelo a través de los abonos sintéticos eclipsa la que lo hace desde las rocas [véase «El problema global del nitrógeno», por Alan R. Townsend y Robert W. Howarth; Investigación y Ciencia, abril de 2010]. Aunque el investigador piensa que el descubrimiento debería incorporarse a los modelos globales del nitrógeno y el carbono, añade: «No creo que vaya a cambiar nuestra manera de entender el cambio climático».

No obstante, los hallazgos sí explican los niveles de nitrógeno sorprendentemente altos observados en algunos suelos. «Nuestro estudio permite entender la diferencia entre lo que indicaban las observaciones y lo que predecían los modelos», asegura Houlton. Los resultados son especialmente importantes a la hora de considerar los enormes bosques ricos en nitrógeno de Canadá y Rusia, muchos de los cuales se encuentran sobre formaciones sedimentarias.

Houlton afirma que el nuevo estudio se basó en mediciones bastante prudentes del nitrógeno de las rocas, y que es probable que la cantidad real sea mayor que la calculada por su equipo. «No cabe duda de que la erosión ha aumentado de manera drástica a causa del ser humano», añade. Ello incrementaría la cantidad de nitrógeno liberada a través de la meteorización, «y eso es algo que no hemos tenido en cuenta en nuestro estudio», concluye el investigador.

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