Efecto Suess

El efecto Suess es un cambio en la proporción de las concentraciones atmosféricas de isótopos pesados ​​de carbono ( ^¹³C y ^¹⁴C ) debido a la mezcla de grandes cantidades de _CO₂ derivado de combustibles fósiles , que no contiene ^¹⁴CO₂ y está empobrecido en _¹³CO₂ en relación con el CO₂ ^en la atmósfera y el carbono en la capa superior del océano y la biosfera terrestre. _{[ 1} ^{] Fue descubierto} por el químico austriaco Hans Suess , de quien recibe su nombre , ^{[ 2 ]} quien observó 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 ¹⁴CO₂ atmosférico ^{en relación} con el ¹²CO₂ ^. El concepto se extendió posteriormente a la dilución del ^{¹³CO₂ y a otros reservorios de} carbono , como los océanos y los suelos, también en relación con _el ^¹²C _. ^[ 3 _]

Aunque la proporción de 14CO2 atmosférico ^a 12CO2 disminuyó _durante la era industrial (antes de las pruebas atmosféricas de armas nucleares, que comenzaron alrededor de 1950), debido al aumento, a causa de las emisiones de combustibles fósiles, en la cantidad de CO2 atmosférico _durante ^este _período , aproximadamente de 1850 a 1950, la cantidad de 14CO2 atmosférico ^en _realidad aumentó durante este período. ^{[ 4 ]}

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

Las plantas absorben ^14C fijando el carbono atmosférico mediante la fotosíntesis . Los animales, a su vez, incorporan ^14C a sus cuerpos al consumir plantas (o al consumir otros animales que consumen plantas). Por lo tanto, las plantas y los animales vivos tienen prácticamente la misma proporción de ^14C a ^{12C que el} _CO₂ atmosférico . Una vez que los organismos mueren, dejan de intercambiar carbono con la atmósfera y, por consiguiente, ya no absorben ^14C . Este efecto es la base de la datación por radiocarbono , siempre que se tengan en cuenta el fraccionamiento dependiente de la masa y la disminución de ^{14C debido a la desintegración radiactiva.}

El carbono fijado fotosintéticamente en las plantas terrestres está empobrecido en ^{13C en comparación con el} _CO2 atmosférico . ^{[ 5 ]} Este fraccionamiento de isótopos de carbono es causado por efectos isotópicos cinéticos y dependencia de la masa de la difusividad del CO2 _. 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 empobrecimiento 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 o 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 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 importante de la biomasa total.

Los combustibles fósiles, como el carbón y el petróleo, están compuestos principalmente de materia vegetal depositada hace millones de años. Este período equivale a miles de vidas medias del ^14C , por lo que prácticamente todo el ^14C presente en los combustibles fósiles se ha desintegrado. ^{[ 6 ]} Los combustibles fósiles también presentan una menor concentración de ^13C en relación con la atmósfera, debido a que se formaron originalmente a partir de organismos vivos. Por lo tanto, el carbono proveniente de los combustibles fósiles que regresa a la atmósfera mediante la combustión presenta una menor concentración de ^13C y ^14C en comparación con el dióxido de carbono atmosférico.

• isótopos ambientales
• Pulso de bomba

• Cabaneiro, A.; Fernandez, I. (octubre de 2015). "Revelando la sensibilidad del bioma a los cambios atmosféricos: dependencias ecofisiológicas de isótopos estables de C durante la captación fotosintética de CO2 _en ecosistemas de pino marítimo y pino silvestre del suroeste de Europa" . Environmental Technology & Innovation . 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 la relación de isótopos estables de carbono en anillos de crecimiento de árboles perennes del sur de Europa atlántica, que explora las relaciones entre el efecto Suess y los ecosistemas para examinar la sensibilidad del bioma a los cambios atmosféricos de ^13C - _CO2 )
• Suess, HE (septiembre de 1955). "Concentración de radiocarbono en 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 del 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 de CO₂ _y del efecto Suess del ^¹³C en los mares nórdicos desde 1981.
• ¿Los suelos cultivables de las zonas urbanas se ven afectados por el efecto Suess atmosférico?
• La necesidad de corregir el efecto Suess en la aplicación de δ ¹³ C en sedimentos del lago autotrófico Tanganyika, como indicador de productividad en el Antropoceno.