Aquí están 15 de las preguntas principales que se ciernen sobre el mundo natural en 2024:
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Hidrógeno: ¿apogeo o ayuda?
A medida que aumentan los esfuerzos para aliviar el colapso climático, el hidrógeno se está convirtiendo en una alternativa cada vez más popular a los combustibles convencionales. Sin embargo, ¿en qué medida el uso de esta fuente de energía alternativa beneficia al biodiversidad Depende de cómo se produzca el hidrógeno.
El hidrógeno producido a partir del gas natural sigue dependiendo de combustibles fósiles que perturban el clima; La producción que utiliza agua dulce o agua de mar como materia prima o la explotación de reservorios subterráneos naturales presenta posibles consecuencias no deseadas en forma de destrucción o alteración del hábitat.
Y a menos que los sistemas de producción, distribución y despliegue de hidrógeno se diseñen cuidadosamente, podrían terminar contribuyendo a su propia gases de invernadero. Se necesitarán esfuerzos especiales para garantizar que los beneficios superen los daños en el desarrollo de esta solución climática mixta.
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Dilema del amoníaco
El amoníaco es un ingrediente clave en los fertilizantes agrícolas. También se necesitan enormes cantidades de energía (actualmente derivada en gran medida de combustibles fósiles) para producirlo.
Una nueva técnica que implica rociar pequeñas gotas de agua sobre una malla magnética promete reducir drásticamente el costo y la huella de gases de efecto invernadero de la producción de amoníaco y, por lo tanto, mitigar el cambio climático. Sin embargo, también plantea amenazas potenciales.
Por un lado, la producción de amoníaco más barato y con bajas emisiones de carbono podría provocar un aumento del uso de fertilizantes y, por tanto, la amenaza de contaminación del aire y del agua. Además, como los fertilizantes aumentan la capacidad de los microbios del suelo para producir óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero, el beneficio climático neto puede ser mucho menor de lo que se anticipó en un principio.
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microbios
La búsqueda de fuentes de alimentos más respetuosas con el medio ambiente se ha dirigido a las pequeñas empresas, con enormes implicaciones para reducir las amenazas a la biodiversidad derivadas de la conversión de tierras, la sobrepesca, la contaminación por nutrientes y el cambio climático. Los investigadores desarrollaron métodos para cultivar bacterias a base de hidrógeno, nitrógeno y dióxido de carbono.
El producto resultante, ya aprobado para su uso como alimento humano en Singapur, es relativamente insípido y fácil de incorporar a una variedad de alimentos procesados para aumentar el contenido de proteínas. Si los insumos químicos se producen utilizando energía renovable, el producto podría tener una huella climática y un impacto ambiental global dramáticamente menores que la carne, los lácteos y otras fuentes de proteínas dietéticas convencionales.
Cosechas en la oscuridad
El proceso mediante el cual las plantas utilizan la luz solar, el agua y el dióxido de carbono para producir alimentos para sí mismas y para otros seres vivos es sorprendente y sorprendentemente ineficiente. Recientemente, los investigadores desarrollaron un proceso alternativo que utiliza electricidad, agua y dióxido de carbono para producir acetato, que luego puede usarse en lugar de la glucosa producida por la fotosíntesis para estimular el crecimiento de las plantas.
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La solución bioquímica podría aumentar drásticamente la productividad de las plantas cultivadas en entornos artificiales e incluso, en algunos casos, eliminar la necesidad de luz. Si el aporte de energía al sistema proviene de fuentes renovables, el resultado podría ser una producción de alimentos en interiores altamente eficiente y respetuosa con el medio ambiente que contribuya a la conservación biológica, reduciendo la necesidad de transformar el hábitat en tierras agrícolas.
polvo de roca
Entre las muchas estrategias que se están considerando para reducir la amenaza del cambio climático se encuentra la propagación del "polvo de roca" que captura carbono en las tierras agrícolas. La evidencia muestra que la práctica también puede mejorar las cosechas.
Posibles beneficios adicionales incluyen el aumento de la presencia de microorganismos beneficiosos en el suelo, la reducción de las amenazas de los nutrientes al agua dulce y la disminución de la acidez del suelo y el agua de mar. Las posibles consecuencias negativas incluyen el aumento del flujo de sedimentos hacia las aguas superficiales, la exacerbación de la contaminación por metales pesados, el daño a los organismos que viven en el suelo y el fomento de una mayor minería.
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Lombrices de tierra desapareciendo
Las lombrices de tierra desempeñan un papel vital en muchos ecosistemas (incluidas las tierras de cultivo) al reciclar materia vegetal muerta, liberar nutrientes y mejorar la calidad del suelo. Haciendo su trabajo silenciosamente bajo la superficie, rara vez se los ve.
Sin embargo, una mirada más cercana sugiere que es hora de considerarlos más seriamente. Uno investigación reciente en el Reino Unido descubrió que el número de lombrices de tierra se había reducido en un tercio o más en el último cuarto de siglo, probablemente debido al mayor uso de pesticidas.
Si esta tendencia continúa –y si no se hace nada para aliviarla– la pérdida podría tener enormes ramificaciones adversas no sólo para la integridad del ecosistema, sino también para la capacidad de la Tierra para alimentar a una población humana hambrienta.
Escuchando el suelo
como es un solo ¿saludable? Las estrategias convencionales para determinar qué tan saludables son los suelos y qué podrían necesitar para ser más saludables requieren literalmente excavar, una tarea costosa y que requiere mucho tiempo.
Tecnologías emergentes están haciendo posible escuchar el estado del suelo debajo de la superficie utilizando tecnología de captura de sonido para identificar la ubicación y los movimientos de los invertebrados subterráneos a medida que se mueven.
Conocido como ecoacústica del suelo, el enfoque no invasivo podría permitir no sólo caracterizar fácilmente la salud del suelo, sino también rastrear y mejorar la restauración de suelos previamente degradados, aumentando su capacidad para servir como base literal de hábitats saludables y biodiversos.
Humo y clima
Es probable que la cantidad de humo en la atmósfera aumente en el futuro, gracias a la frecuencia e intensidad cada vez mayores de los incendios forestales. Y cada vez está más claro que el humo en el aire puede tener graves consecuencias para el clima de la Tierra.
Las partículas liberadas por quemas intencionales (por ejemplo, para talar bosques o cocinar alimentos) y otros incendios pueden alterar los ciclos climáticos normales y cambiar la forma en que se distribuyen la temperatura y la presión en la atmósfera, bloqueando la luz solar y redistribuyendo la humedad en el aire.
Las plantas, los animales, otros seres vivos y ecosistemas enteros han evolucionado para seguir el flujo de los ciclos climáticos existentes. Los cambios a gran escala podrían alterar fácilmente el equilibrio de la naturaleza, con consecuencias potencialmente dañinas para la biodiversidad a gran escala y para la humanidad, que depende de ecosistemas saludables para nuestro propio bienestar.
La máquina de ADN
Los avances recientes en la investigación genética han hecho posible fabricar hebras personalizadas de ADN con relativa facilidad, y trabajos futuros podrían conducir a la capacidad de utilizar un dispositivo de impresión para producir largas hebras de material genético que codifiquen los rasgos deseados y luego insertarlos en los organismos.
El resultado es un La caja de Pandora de posibles impactos para la conservación, tanto positivos como negativos. En el lado positivo, la tecnología podría aplicarse para reducir la necesidad de despejar tierras para la agricultura, minimizar los fertilizantes y pesticidas que contaminan el medio ambiente, aumentar la resiliencia de los organismos a los cambios ambientales y ofrecer nuevos métodos de control de plagas.
Al mismo tiempo, el uso indiscriminado podría alterar los ecosistemas. Las posibilidades aparentemente infinitas podrían conducir a esfuerzos internacionales para regular la aplicación de la ley.
Predicción de toxicidad
Históricamente, los seres humanos han descubierto si una determinada sustancia química es perjudicial para los seres vivos y los ecosistemas utilizándola y observando los resultados. Afortunadamente para todos los involucrados, está surgiendo una nueva alternativa.
Los científicos están explorando el uso de la información existente sobre cómo se comportan varios tipos de sustancias químicas en el medio ambiente, en los organismos e incluso a nivel molecular para predecir si los compuestos recién formulados pueden tener consecuencias indeseables y no deseadas, y de qué manera. Conocido como “vías de resultados adversos”, el enfoque puede generar mejoras rápidas con la ayuda de aprendizaje automático, aprendizaje profundo y inteligencia artificial.
La capacidad de preseleccionar sustancias de esta manera podría facilitar la identificación de aquellas que brindan beneficios, como mejorar la producción de alimentos, con un daño mínimo.
Rascacielos que atacan a los pájaros
Cada otoño, miles de millones de aves de más de 100 especies vuelan hacia el sur desde Europa por un camino que se bifurca hacia el Mar Rojo. Elevándose directamente a su camino – como parte del Desarrollo de megaciudades de Neom de Arabia Saudita – es un complejo de rascacielos que cubre 34 km2 y se eleva 500 m (1.600 pies) en el cielo.
Situado en el extremo norte del Mar Rojo, cubierto con superficies reflectantes y potencialmente equipado con turbinas eólicas, el megaedificio tal como está diseñado actualmente podría convertirse en una trampa mortal para las multitudes de aves migratorias que utilizan la ruta.
Sin una evaluación ambiental para identificar o informar planes para mitigar la amenaza, los científicos temen que pueda ocurrir una masacre masiva de aves, alterando el equilibrio ecológico.
Muerte de erizos
Los erizos de mar desempeñan un papel clave en el mantenimiento de la integridad de los arrecifes de coral al mordisquear algas que de otro modo los abrumarían.ariaecosistema mo. Entonces, cuando se produjo una muerte masiva de erizos de mar en el Mar Mediterráneo en 2022 y luego pareció extenderse al Mar Rojo, los científicos sabían que planteaba problemas para los ecosistemas submarinos.
Aunque la causa de la mortalidad europea sigue siendo un misterio, los investigadores han podido identificar la infección por un microbio como la causa probable del desastre del Atlántico occidental. Si un microbio similar es el culpable en el Mediterráneo, podría ser una señal de un cambio en las condiciones ambientales que favorece el crecimiento del microbio en otros ambientes marinos.
Los impactos en cascada pueden ser devastadores, ya que se sabe que esta clase de patógenos infecta a peces, corales, cangrejos y otras criaturas del océano.
Almacenamiento de carbono en el océano
¿Exceso de dióxido de carbono en la atmósfera? ¡Llama al océano! Cubre casi las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra y es bien conocido por su capacidad para absorber CO2, los siete mares son ser visto como candidatos prometedores para eliminar cantidades excesivas del gas que calienta el planeta y que los humanos han liberado a la atmósfera.
Estrategias propuestas para aumentar la capacidad de los océanos para absorber CO2 incluyen agregar fertilizante al agua de mar, cultivar y luego secuestrar algas, crear el pH del agua del océano e inyectar activamente CO2 en las rocas debajo de la superficie.
Por muy bueno que parezca todo esto, los expertos advierten que estas estrategias aún no se han probado y que nadie sabe realmente qué tan efectivas serán para almacenar carbono. En segundo lugar, existe un gran potencial de consecuencias adversas no deseadas para la biodiversidad y la sociedad.
¿Problemas en la zona del crepusculo?
La zona mesopelágica o “crepuscular” del océano, una región de 200 a 1.000 metros (700 a 3.000 pies) debajo de la superficie, alberga ricas concentraciones de peces y otras formas de vida marina. Estas criaturas, a su vez, proporcionan abundante materia orgánica a las profundidades del océano a medida que las heces y los cadáveres se hunden en el fondo del océano, nutriendo a las criaturas de las profundidades marinas en el proceso.
No solo eso, sino que eventualmente parte de este material queda enterrado en sedimentos, secuestrando de la atmósfera carbono que calienta el planeta. Si la materia orgánica que se hunde viene en trozos grandes, se hunde más rápido y tiende a almacenar carbono durante mucho más tiempo que si viene en porciones más pequeñas.
¿El desafío? A medida que la atmósfera de la Tierra se calienta debido al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero, la zona de penumbra también se calienta. Los científicos temen que este calentamiento hacer que la materia orgánica se descomponga más rápido, reduciendo su capacidad para alimentar la vida marina que se encuentra debajo y secuestrar carbono.
corrientes oceánicas
Debajo de la superficie del océano, las corrientes de agua fluyen de un lugar a otro, impulsadas por los gradientes de temperatura y salinidad. Los cambios causados por las crecientes concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera debido a la actividad humana están alterando estos flujos subterráneos, creando condiciones nuevas (y a veces perturbadoras) para la vida marina de todas las formas y tamaños.
Una de estas corrientes, la agitación abisal de la Antártida, merece mucha más atención de la que ha recibido hasta ahora, escriben los autores. Se espera que la corriente disminuya drásticamente durante el próximo cuarto de siglo a medida que el derretimiento del hielo cambie las concentraciones de sal.
Este cambio, a su vez, podría reducir la disponibilidad de oxígeno en el agua de mar y alterar la disponibilidad de alimentos y las condiciones habitables para la vida, tanto en el mar como en la tierra. Al mismo tiempo, otros factores, como los vientos cambiantes, podrían crear una serie de impactos que podrían alterar la vida oceánica de maneras imprevistas.
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