A pesar de que las aguas epicontinentales ocupan una fracción relativamente pequeña de la superficie terrestre y del volumen de agua planetario -por lo que tradicionalmente se han descartado como “actores” de importancia en el ciclo del carbono (C)-, evidencias recientes apuntan a que pueden resultar significativos en estos ciclos a nivel regional e incluso global, ya sea como emisores o sumideros de C. Su importancia radica en el hecho de que pueden presentar una productividad primaria (PP) comparativamente elevada con la de otros ecosistemas, además de ser vehículo para el transporte de C terrestre procedente de la cuenca, ya sea hacia los sedimentos, hacia la atmósfera o bien hacia otros sistemas acuáticos (p.ej., océano). Debido a que el C alóctono puede ser de igual o incluso mayor magnitud que la PP bruta (PPB) del lago, la respiración (R), la exportación y el C almacenado pueden alcanzar valores mayores que la PPB, condición que raramente se presenta en los ecosistemas terrestres. En general, las aguas epicontinentales constituyen “hot spots” en el paisaje terrestre respecto a su capacidad de procesar C, ya que juegan un papel importante en el ciclo global del C a través de procesar grandes cantidades de C procedente de la producción autóctona y del ambiente terrestre. Dependiendo del balance entre procesos como la R, la PP, la entrada de C vía agua subterránea y la precipitación de la calcita, los lagos pueden ser sumideros de C o bien sobresaturarse de CO2 y funcionar como fuentes de CO2 a la atmósfera._x000D_ _x000D_ Por otro lado, los lagos salinos pueden estar jugando un papel fundamental en el balance global de C, particularmente porque los lagos salinos (85,000 km3, ≈ 45%) representan un volumen similar al de los lagos dulceacuícolas (105,000 km3, ≈ 45%). Los lagos salinos no sólo emiten CO2, sino que las tasas a la que lo hacen son superiores a las encontradas en los lagos dulceacuícolas. El lago Alchichica resulta ideal para dilucidar la importancia relativa de los diversos almacenes de C: presenta características que parecen favorecer tanto la retención de C (como, por ejemplo, depositar carbonato de calcio -i.e., tufa-, estar dominado por fitoplancton de talla grande y presentar anoxia hipolimnética prolongada), como la emisión hacia la atmósfera (al ser un lago tropical, salino, alimentado por aguas subterráneas ricas en CO2). Destaca que, a pesar de tratarse de un lago oligotrófico, Alchichica presenta la dominancia de talla grande en el fitoplancton, lo que pone en tela de juicio que los lagos tropicales oligotróficos se comporten de la misma manera que los templados respecto a su papel en el ciclo global y regional del C._x000D_ _x000D_ Con el fin de responder la pregunta planteada de si Alchichica es fuente o sumidero de carbono, se medirá la dinámica de la presión parcial de CO2 (emisión a la atmósfera), la concentración de C en un núcleo sedimentario (sumidero), así como los distintos almacenes de C (disuelto, particulado, orgánico, inorgánico) en el lago Alchichica. Lo anterior permitirá poner en contexto el papel de los lagos oligotróficos tropicales en el ciclo regional/global de C._x000D_

El lago Alchichica, estudio de caso para ejemplificar la dinámica del ciclo del C en un lago tropical, está ubicado en la altiplanicie conocida como los Llanos de San Juan en el estado de Puebla (19°24’ N, 97°24’ W, 2,300 m s.n.m.). La región tiene un clima árido/semiárido con una tasa de evaporación anual de 1,690 mm y precipitación pluvial de menos de 500 mm (promedio de los datos del Sistema Meteorológico Nacional de 1966-2002). La temperatura anual fluctúa entre -5.5ºC y 30ºC con una promedio de 12.9ºC (García 1988). _x000D_ Alchichica (2.3 km2) es casi circular y tiene una profundidad máxima de 62 m (profundidad media de 40.9 m). Por haber sido originado por una explosión freática, probablemente en el Pleistoceno tardío (en forma equiparable a otros lagos de la zona, como Atexcac, Carrasco-Núñez et al. 2007), el lago es alimentado por aguas subterráneas con características salinas y alcalinas (STD = 8.3-9.0 g L-1, pH = 8.7-9.2) dominado por sodio, magnesio, cloruro y bicarbonatos (Vilaclara et al. 1993, Alcocer et al. 2000, Filonov et al. 2006). _x000D_ _x000D_ Alchichica es monomíctico cálido. La mezcla anual se lleva a cabo durante el frío y seco invierno (enero-marzo) y se estratifica durante el resto del año, a lo largo de la estación cálida y lluviosa (Alcocer et al. 2000)._x000D_ En el lago se presentan dos florecimientos fitoplanctónicos al año (Alcocer y Lugo 2003). El primero es de diatomeas y ocurre durante el periodo de mezcla (Oliva et al. 2001) y el segundo, de cianobacterias, se presenta en la estratificación temprana alrededor de mayo (Oliva et al. 2009). La concentración de nutrimentos (< 4 μM L-1, Ramírez-Olvera et al. 2009) así como de clorofila “a” (4.2 ± 4.2 μg L-1, Adame et al. 2008) en la capa de mezcla del lago Alchichica son bajas y señalan condiciones oligotróficas. A pesar de ello, se presenta una anoxia persistente en el transcurso de la estratificación, lo que apunta –entre otros aspectos- a que la cantidad de materia en el fondo del lago es suficientemente importante como para ejercer una demanda de oxígeno que lleva a su pronto agotamiento cuando no hay mecanismos de mezcla operando como sucede en los lagos tropicales profundos (Lewis 2002). La exportación y el acumulo de materia en el fondo del lago permiten reconocer su relevancia como almacén de C (Ardiles et al. 2011)._x000D_ _x000D_ Las características mencionadas de Alchichica permitirán ponderar los factores que mayor peso tienen en el balance de C en este lago tropical para determinar si éste funciona como una fuente neta de emisión de CO2 a la atmósfera o un sumidero neto de C a los sedimentos. Lo anterior es relevante pues facilitará entender dinámicas regionales para lagos semejantes en latitudes tropicales, considerando que es común que presenten características aparentemente contrapuestas: relativamente escasa producción autóctona; importante demanda de oxígeno en el fondo que se traduce en un hipolimnion prolongadamente anóxico; flujos escasos de materia orgánica alóctona cuando la cuenca es árida. Se espera que los resultados de la investigación permitirán:_x000D_ _x000D_ 1. Modificar la percepción de que los lagos oligotróficos tropicales son poco importantes en la captura, depósito y secuestro de C y que por ende juegan un papel relevante en los balances de C regionales/global._x000D_ 2. Mostrar que, independientemente del estado trófico del lago (p.ej., la magnitud de la producción primaria), la talla del fitoplancton dominante puede ser uno de los factores más relevante para los procesos de captura y exportación de C._x000D_ 3. Aportar evidencia que coadyuve a sustentar que los lagos tropicales profundos, con lapsos prolongados de hipolimnia anóxicos, tienden a acumular y secuestrar más fácilmente el C depositado._x000D_ 4. Contribuir al entendimiento de los balances regionales de C y a los escenarios de cambio global en aguas epicontinentales tropicales._x000D_ _x000D_ Por un lado y con base en los escasos estudios realizados en lagos tropicales (Cole et al. 1994, Sobek et al. 2005, Kosten et al. 2010), las siguientes características indicarían que el balance sería favorable hacia a la emisión neta de CO2 a la atmósfera:_x000D_ _x000D_ a) La temperatura elevada y largo periodo de estratificación térmica características de los lagos tropicales profundos ._x000D_ b) La salinidad de las aguas epicontinentales promueven una pronta saturación de gases y por ende incrementa el potencial de emisión de CO2 a la atmósfera._x000D_ c) Estar alimentado por aguas subterráneas ricas en CO2._x000D_ _x000D_ Por el otro lado, las siguientes características de Alchichica (Adame et al. 2008, Alcocer et al. 2000) indicarían que el balance sería favorable a ser un sumidero neto de C en los sedimentos:_x000D_ _x000D_ a) La sobresaturación de carbonatos que promueven el depósito de calcita (i.e., tufa)._x000D_ b) Estar dominado por fitoplancton de talla grande que favorece la rápida exportación de C orgánico al sedimento._x000D_ c) Presencia de condiciones prolongadas de anoxia hipolimnética que incrementa el potencial de secuestro del C depositado._x000D_