Biosfera 2: un enorme ecosistema experimental para estudiar el cambio climático

CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y DE EDUCACIÓN SUPERIOR DE ENSENADA, BAJA CALIFORNIA 

Boletín informativo

No. 35/2018 

Ensenada, Baja California, México, 8 de junio de 2018. Instalaciones como Biósfera 2, que en su interior mantiene ecosistemas de desierto, sabana, selva tropical y manglar, e incluso un océano con arrecife de coral, con todo y su altísimo costo son importantes como laboratorios donde pueden desarrollarse experimentos de gran magnitud que trascienden las fronteras de todas las disciplinas como las conocemos.

El profesor Joaquín Ruiz, director de Biósfera 2 y decano de Ciencias de la Universidad de Arizona, explicó que tres son los grandes estudios en los que están enfocados actualmente en estas enormes instalaciones localizadas en las inmediaciones de la ciudad de Tucson: uno es sobre balance de masa de agua en función de cambios en el clima; el segundo es sobre transplante y adaptaciones genéticas de corales, considerando que de no tomar ninguna acción en 20 años éstos pudieran ser el primer ecosistema completo que desaparezca por cambios climatológicos, y el tercero pretende determinar cómo responden las selvas en un entorno con menos lluvia y más temperatura, esto es, si las secamos.

Invitado como conferencista en el marco de los festejos del 25 aniversario del Departamento de Geología y 45 del CICESE, Joaquín Ruiz ofreció la charla “Hacia los grandes desafíos ambientales del siglo XXI”.

Primero debemos entender la dimensión de estas instalaciones que fueron creadas hace unos 25 años para tratar de comprender los sistemas de la Tierra, en una época (finales de los 80) en que ni siquiera era relevante hablar de este tema. Es una estructura de 1.27 hectáreas construida originalmente como un ecosistema artificial totalmente cerrado. Dentro tiene 1,900 m2 de selva, 850 m2 de océano con un arrecife de coral y 450 m2 de manglar, 1,300 m2 de sabana y 1,400 m2 de desierto. Originalmente tenía 2,500 m2 de tierras cultivables en un módulo que hoy alberga el Observatorio de Evolución de Paisaje. Tiene también espacios para laboratorios, salones de clases y un centro de conferencias.

Fue diseñada para comprender el complejo entramado de interacciones en un ecosistema, así como para estudiar la viabilidad de biosferas cerradas en la colonización espacial. Su costo de construcción ascendió a 300 millones de dólares que, traducidos a dólares actuales, serían unos mil millones, y corrieron a cargo de un multimillonario texano. Solamente el costo de mantenimiento anual supera los 6 millones de dólares hoy en día.

Su operación ha pasado por tres etapas: primero un equipo de ocho personas intentó vivir de manera autosuficiente por espacio de dos años simulando las condiciones que enfrentaría la colonización espacial; luego estuvo a cargo de la Universidad de Columbia y finalmente en 2007 la Universidad de Arizona se hizo cargo. Lo primero que hicieron fue abrir las ventanas, lo que redujo en un millón de dólares el consumo de electricidad por año. Además, indicó el Dr. Ruiz, sin tener controlada la atmósfera hay mucha investigación que se puede hacer midiendo todo tipo de cosas.

Resumió así los tres grandes proyectos que tienen actualmente: el primero tiene que ver con el agua y su balance conforme cambia el clima. En Arizona, donde tienen lluvias a medio año provocadas por el monzón, nadie entiende qué va a pasar con ellas. “Puede que llueva más o que llueva menos. Nadie lo sabe. Pero las lluvias de invierno van a desaparecer. Eso es claro porque la corriente de chorro del Pacífico se va a ir más hacia el norte y entonces perdemos esas lluvias”.

Con el cambio de la lluvia cambiará la ecología, y conforme cambie la ecología cambiará lo que pasa con el agua en la superficie de la Tierra. Actualmente los procesos hidrológicos están afectados por la transpiración de las plantas (evotranspiración), y están presentes también la infiltración, percolación, evaporación y el agua que escurre por la superficie.

En las tres enormes plataformas del Observatorio de Evolución del Paisaje desde hace seis meses se desarrolla un experimento para saber exactamente qué pasa con el agua conforme cambiamos la cobertura de vegetación y la precipitación. Se sabe que “la evotranspiración de las plantas es importantísima porque controla los microclimas. Entonces se vuelve un ciclo vicioso: conforme vas perdiendo la ecología y las plantas que hacen evotranspiración, más y más se va secando el sistema hasta que colapsa. Y necesitamos entender eso”.

El segundo proyecto que va a empezar en 2019 es sobre estudios de corales. El año pasado en Australia se comprobó que más que la acidificación de los océanos, es el incremento de temperatura del agua lo que los afecta en mayor proporción. La gente que estudia corales piensa que una opción es transplantar corales desde zonas como medio oriente, donde el agua es más caliente. Pero como no pueden hacer esto directamente en el mar, se plantea hacerlo experimentalmente en Biósfera 2 y cuantificar si se pueden acelerar los cambios genéticos que esto implicaría y las consecuencias en cuanto a biodiversidad.

El tercer proyecto pretende establecer qué tanto pueden aguantar las selvas si aumentas el CO2, disminuyes la precipitación y elevas la temperatura. Como antecedente, ya investigadores de la Universidad de Columbia determinaron experimentalmente que al aumentar el CO2 a 600 partes por millón las plantas aquí dejan de asimilar CO2. Y no solamente eso, “están tan estresadas las plantas que empiezan a emitir gases de efecto invernadero, como el isopreno”.

En entrevista al finalizar su conferencia, Joaquín Ruiz señaló que la Universidad de Arizona tiene proyectos importantes con el CONACYT en los que el CICESE podría ser parte. “Además, tenemos un consorcio binacional de ciencias sobre estudios de zonas semi-áridas con el CONACYT, en el cual estamos metiendo entre CONACYT y la Universidad de Arizona como medio millón de dólares anuales para hacer proyectos conjuntos. Deberíamos de buscar la manera de que salgan más con el CICESE”.

Respecto al trabajo que realiza el cuerpo académico que conforma el Departamento de Geología, dijo que “están haciendo investigación de primera a nivel mundial, utilizando la geología tal vez local o de México, pero con consecuencias internacionales, globales”.

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