1. ¿Qué hace que las hortensias tengan flores azules en lugar de moradas?
Si se cultiva una hortensia en un suelo sin aluminio, sus flores no son azules, sino moradas. Al observar las flores de cerca, se ve que las células azules, moradas y rojas están mezcladas como un mosaico, y las células azules tienen más iones de aluminio, según una investigación de la Universidad de Nagoya [1]. Se suele decir que "en suelo ácido es azul, en suelo alcalino es rojo". Esto ocurre porque en suelos ácidos el aluminio se disuelve con facilidad y viaja hasta los sépalos de la flor, donde se une al pigmento llamado antocianina [2]. No obstante, el color no depende solo de la naturaleza del suelo. La cantidad de aluminio, junto con sustancias que ayudan al pigmento y la acidez dentro de las células, determinan el cambio de color [2]. En los suelos ácidos, el aluminio, que normalmente está atrapado en rocas y arcillas, comienza a disolverse.
2. ¿Cuándo se libera el aluminio que está en las rocas del suelo?
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno y el silicio, y es el metal más común. Representa aproximadamente el 8 % del peso de la corteza (unos 82 gramos por cada kilogramo) [3]. A pesar de ser tan abundante, casi no se nota en los suelos normales porque está fuertemente unido al oxígeno y atrapado dentro de los minerales de las rocas y las arcillas. Puede movilizarse dentro de los cuerpos de los seres vivos o en ambientes que se vuelven ácidos [3]. La lluvia ácida puede ser el detonante que mueve este metal atrapado. En la siguiente sección veremos qué ocurre en el suelo cuando llueve.
3. ¿Cómo cambia la lluvia ácida la acidez del suelo?
La lluvia normal es ligeramente ácida, con un pH de alrededor de 5.6, debido al dióxido de carbono disuelto en el aire. La lluvia ácida, causada por el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno, suele tener un pH de entre 4.2 y 4.4 [4]. El suelo no se vuelve ácido inmediatamente cuando cae esta lluvia. Un informe de la Estación Experimental Agrícola de la Prefectura de Tochigi sugiere que la acidificación del suelo avanza en cuatro etapas: primero la neutralización por carbonatos, luego por calcio y otros elementos, en la tercera etapa se adsorben los ácidos y se libera aluminio, y finalmente la neutralización por la meteorización de las rocas [5]. Es decir, el calcio se consume primero; cuando disminuye, es el turno del aluminio. En un experimento con lluvia ácida artificial (1991-1993) del mismo informe, los resultados variaron según el tipo de suelo: en los suelos negros del lecho del bosque, el aluminio aumentó año tras año, mientras que en los suelos grises de antiguas tierras de cultivo no se liberó [5]. Cabe señalar que el agua más ácida usada en el experimento (pH 3.0) es más fuerte que la lluvia real. ¿Qué significa el aluminio liberado para los árboles? Lo veremos en la siguiente sección.
4. ¿Qué daño causa el aluminio liberado a los árboles?
Una investigación sobre bosques de abetos rojos en el este de Estados Unidos (publicada en la revista *Nature* en 1995) mostró que el aluminio liberado de los minerales del suelo por las precipitaciones ácidas se transporta al suelo del lecho del bosque, donde reduce el calcio almacenado [7]. La capacidad del suelo para neutralizar la acidez también disminuye, lo que contribuye a la acidificación de lagos y ríos [7]. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos explica que la lluvia ácida disuelve el aluminio del suelo, lo que puede dañar tanto a las plantas como a los animales, y también extrae del suelo los minerales y nutrientes necesarios para el crecimiento de los árboles [6]. El informe de Tochigi también señala que el exceso de aluminio se considera el principal factor que perjudica el crecimiento de las plantas en suelos ácidos [5]. Sin embargo, el mecanismo detallado por el cual el aluminio detiene el crecimiento de las raíces no está completamente claro. Entonces, ¿qué pasa con los árboles si devolvemos el calcio perdido al suelo?
5. ¿Qué pasó con los árboles al devolver calcio al suelo del bosque de Hubbard Brook?
En el Bosque Experimental Hubbard Brook, en el estado de Nuevo Hampshire (EE. UU.), se cree que el calcio del suelo disminuyó significativamente. Por ello, en octubre de 1999, se esparció desde un helicóptero 40.8 toneladas de wollastonita, un mineral que contiene calcio, sobre una pequeña cuenca hidrográfica de aproximadamente 12 hectáreas. La cantidad fue diseñada para reponer lentamente el calcio que se estima se perdió durante el siglo XX [8]. Al analizar 15 años de datos, se observó que en la cuenca donde se agregó calcio, el crecimiento de los árboles (aumento de biomasa) se recuperó en todo el bosque, el área de las hojas aumentó y el crecimiento fue mejor que en la cuenca de comparación. La respuesta varió según la especie de árbol, siendo especialmente fuerte en el arce azucarero [8]. Los investigadores concluyen que la acidificación del suelo causada por las precipitaciones ácidas está relacionada con la disminución del crecimiento del bosque y que agregar calcio puede revertirlo [8]. Además, la relación entre calcio y aluminio en el agua del suelo (Ca/Al) se usa como indicador de estrés por acidificación. Se considera que un valor superior a 1 es una referencia, y después del tratamiento se superó este valor [8]. Se cree que los árboles se debilitan más por el desequilibrio entre la falta de calcio y el aluminio que por el ácido en sí [8]. No obstante, estos resultados corresponden a bosques del noreste de Estados Unidos con suelos naturalmente ácidos. No se puede afirmar que todos los bosques se recuperarán de la misma manera. Si los ríos y lagos se recuperan, ¿por qué el suelo tarda más?
6. ¿Por qué el suelo se recupera despacio aunque los ríos y lagos mejoren?
En América del Norte y Europa, las regulaciones de emisiones han reducido las precipitaciones ácidas, y el agua de ríos y lagos se ha recuperado lentamente. Sin embargo, el calcio y el magnesio perdidos del suelo siguen muy disminuidos. Por lo tanto, se señala que los efectos de la acidificación podrían continuar en los bosques en el futuro [8]. El agua se recupera primero, y la recuperación del suelo ocurre después. Teniendo esto en cuenta, para proteger los bosques es esencial mirar lo que ocurre dentro del suelo. La historia que comenzó con el color de las flores nos llevó a eventos invisibles bajo la tierra. El color de las hortensias puede ayudar a empezar a investigar el suelo.
7. ¿Cómo puedes investigar la acidez del suelo en casa con jugo de repollo morado?
Hoy puedes investigar la naturaleza del suelo con el jugo de repollo morado. Mezcla un poco de tierra con agua en un vaso, déjalo reposar y añade unas gotas del agua clara que queda arriba al jugo de repollo. Si se vuelve rojizo, es una señal de acidez; si se vuelve verde azulado, es cercano a la alcalinidad. Ten en cuenta que esto solo da una idea general de la acidez o alcalinidad, no la cantidad de aluminio. Después de hacerlo, lávate las manos y realiza el experimento con la ayuda de un adulto. Para lo que puedes hacer al salir: Recoge tierra de diferentes lugares en un parque o jardín y compárala usando el mismo método. Si ves una hortensia, comparar el color de la flor con la tierra cercana es otra opción. Sin embargo, como el color también cambia según la variedad, hazlo solo como una comparación divertida, no como un experimento para confirmar causas. La Estación Experimental Agrícola de Tochigi y la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. tienen informes públicos sobre la lluvia ácida [5].