Efecto Seuss
Firma química atmosférica de la quema de combustibles fósiles

El efecto Suess es un cambio en la proporción de las concentraciones atmosféricas de isótopos pesados ​​de carbono ( 13 C y 14 C) por la mezcla de grandes cantidades de CO 2 derivado de combustibles fósiles , que no contiene 14 CO 2 y se agota en 13 CO 2 en relación con el CO 2 en la atmósfera y el carbono en el océano superior y la biosfera terrestre. [1] Fue descubierto por el químico austríaco Hans Suess y lleva el nombre de este , [2] quien notó la influencia de este efecto en la precisión de la datación por radiocarbono . Más recientemente, el efecto Suess se ha utilizado en estudios sobre el cambio climático . El término originalmente se refería solo a la dilución del 14 CO 2 atmosférico en relación con el 12 CO 2. El concepto se extendió más tarde a la dilución del 13 CO 2 y a otros reservorios de carbono como los océanos y los suelos, nuevamente en relación con el 12 C. [3]

Aunque la relación entre el 14 CO 2 atmosférico y el 12 CO 2 disminuyó durante la era industrial (antes de las pruebas atmosféricas de armas nucleares, que comenzaron alrededor de 1950), debido al aumento, debido a las emisiones de combustibles fósiles, en la cantidad de CO 2 atmosférico durante este período, aproximadamente de 1850 a 1950, la cantidad de 14 CO 2 atmosférico en realidad aumentó durante este período. [4]

Isótopos de carbono

El carbono tiene tres isótopos naturales . Aproximadamente el 99% del carbono en la Tierra es carbono -12 ( 12 C ), aproximadamente el 1% es carbono-13 ( 13 C ), y una cantidad traza es carbono-14 ( 14 C ). Los isótopos 12 C y 13 C son estables, mientras que 14 C se desintegra radiactivamente en nitrógeno -14 ( 14 N ) con una vida media de 5730 años. 14 C en la Tierra se produce casi exclusivamente por la interacción de la radiación cósmica con la atmósfera superior. Un átomo de 14 C se crea cuando un neutrón térmico desplaza un protón en 14 N. Se producen cantidades minúsculas de 14 C por otros procesos radiactivos; una gran cantidad se produjo en la atmósfera durante las pruebas nucleares antes del Tratado de Prohibición Limitada de Ensayos . La producción natural de 14 C y, por lo tanto, la concentración atmosférica varía solo ligeramente con el tiempo.

Las plantas absorben 14 C al fijar el carbono atmosférico mediante la fotosíntesis . Luego, los animales absorben 14 C en sus cuerpos cuando consumen plantas (o consumen otros animales que consumen plantas). Por lo tanto, las plantas y los animales vivos tienen casi la misma proporción de 14 C a 12 C que el CO 2 atmosférico . Una vez que los organismos mueren, dejan de intercambiar carbono con la atmósfera y, por lo tanto, ya no absorben 14 C nuevo. Este efecto es la base de la datación por radiocarbono , con la condición de que se tengan en cuenta el fraccionamiento dependiente de la masa y la disminución de 14 C debido a la desintegración radiactiva.

El carbono fijado fotosintéticamente en las plantas terrestres se agota en 13 C en comparación con el CO 2 atmosférico . [5] Este fraccionamiento de los isótopos de carbono es causado por los efectos cinéticos de los isótopos y la dependencia de la masa de la difusividad del CO 2 . El efecto general es leve en las plantas C4 , pero mucho mayor en las plantas C3 , que forman la mayor parte de la biomasa terrestre en todo el mundo. El agotamiento en las plantas CAM varía entre los valores observados para las plantas C3 y C4. Además, la mayoría de los combustibles fósiles se originan a partir de material biológico C3 producido hace decenas a cientos de millones de años. Las plantas C4 no se volvieron comunes hasta hace unos 6 a 8 millones de años, y aunque la fotosíntesis CAM está presente en los parientes modernos de los Lepidodendrales de los bosques de tierras bajas del Carbonífero , incluso si estas plantas también tenían fotosíntesis CAM, no eran un componente principal de la biomasa total.

Los combustibles fósiles, como el carbón y el petróleo , están compuestos principalmente de material vegetal que se depositó hace millones de años. Este período de tiempo equivale a miles de vidas medias del 14 C, por lo que, esencialmente, todo el 14 C de los combustibles fósiles se ha desintegrado. [6] Los combustibles fósiles también están empobrecidos en 13 C en relación con la atmósfera, porque originalmente se formaron a partir de organismos vivos. Por lo tanto, el carbono de los combustibles fósiles que se devuelve a la atmósfera a través de la combustión está empobrecido tanto en 13 C como en 14 C en comparación con el dióxido de carbono atmosférico.

Véase también

Referencias

  1. ^ Tans, PP; de Jong, AFM; Mook, WG (30 de agosto de 1979). "Variación atmosférica natural de 14 C y el efecto Suess". Nature . 280 (5725): 826–828. Código Bibliográfico :1979Natur.280..826T. doi :10.1038/280826a0. S2CID  4323299.
  2. ^ "TARJETA: ¿Qué es el efecto Suess?". Base de datos radiactivos arqueológicos canadiense. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2007. Consultado el 19 de octubre de 2007 .
  3. ^ Keeling, CD (1979). "El efecto Suess: interrelaciones entre el carbono 13 y el carbono 14 ". Environment International . 2 (4–6): 229–300. Bibcode :1979EnInt...2..229K. doi :10.1016/0160-4120(79)90005-9.
  4. ^ Schwartz, SE; Hua, Q.; Andrews, DE; Keeling, RF; Lehman, SJ; Turnbull, JC; Reimer, P, J.; Miller, JB; Meijer, HAJ (2024). "Discusión: Presentación de datos atmosféricos de 14CO2". Radiocarbono . xx (xx): 1–14. doi : 10.1017/RDC.2024.27 .{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  5. ^ Farquhar, GD; Ehleringer, JR; Hubick, KT (1989). "Discriminación de isótopos de carbono y fotosíntesis". Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol . 40 : 503–537. doi :10.1146/annurev.pp.40.060189.002443.
  6. ^ Bozhinova, D.; van der Molen, MK; van der Velde, IR; Krol, MC; van der Laan, S.; Meijer, HAJ; Peters, W. (17 de julio de 2014). "Simulación de la firma integrada de Δ14CO2 del verano a partir de emisiones antropogénicas en Europa occidental". Atmos. Química. Física . 14 (14): 7273–7290. doi : 10.5194/acp-14-7273-2014 .

Lectura adicional

  • Cabaneiro, A.; Fernandez, I. (octubre de 2015). "Revelando la sensibilidad de los biomas a los cambios atmosféricos: dependencias ecofisiológicas de isótopos de carbono estables durante la absorción fotosintética de CO2 en ecosistemas de pino marítimo y pino silvestre del suroeste de Europa". Tecnología e innovación medioambiental . 4 : 52–61. Bibcode :2015EnvTI...4...52C. doi : 10.1016/j.eti.2015.04.007 .(un estudio dendrocronológico de 25 años de duración (1978-2002) que utiliza espectrometría de masas de relación de isótopos C estables en anillos de crecimiento de árboles perennes del sur de Europa del Atlántico que explora las relaciones entre el efecto Suess y el ecosistema para examinar la sensibilidad del bioma a los cambios atmosféricos de 13 C-CO 2 )
  • Suess, HE (septiembre de 1955). "Concentración de radiocarbono en la madera moderna". Science . 122 (3166): 415–417. Bibcode :1955Sci...122..415S. doi :10.1126/science.122.3166.415-a. S2CID  177102578.(en el hemisferio norte)
  • Lerman, JC; Mook, Wim ; Vogel, JC (1970). Olsson, Ingrid U. (ed.). Variaciones de radiocarbono y cronología absoluta: Actas del Duodécimo Simposio Nobel celebrado en el Instituto de Física de la Universidad de Uppsala . Nueva York: Wiley. págs. 275–301. LCCN  73115769.(en el hemisferio sur)
  • Un efecto Suess anómalo sobre Europa
  • Magnitud y origen del aumento antropogénico del CO2 y del efecto 13C Suess en los mares nórdicos desde 1981
  • ¿Los suelos cultivables de las zonas urbanas están influenciados por el efecto Suess atmosférico?
  • La necesidad de corregir el efecto Suess en la aplicación de δ13C en sedimentos del lago autótrofo Tanganyika, como proxy de productividad en el Antropoceno
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