Gli effetti dei cambiamenti climatici sui serbatoi di carbonio nel permafrost
Gli ecosistemi del permafrost e delle terre aride sono estremamente vulnerabili e sottoposti a forti pressioni a causa dei cambiamenti climatici. Con il disgelo del permafrost, la materia organica del suolo stabilizzata dal gelo diventa più esposta alla decomposizione microbica. Ciò può potenziare ulteriormente i cambiamenti climatici attraverso il rilascio nell’atmosfera di quantità significative di CO2, creando un circuito di retroazione positivo. L’iniziativa VULCAN, finanziata dall’UE, ha lo scopo di determinare esattamente quanto la materia organica del suolo sia vulnerabile ai cambiamenti climatici nel permafrost e nei terreni aridi e come ciò possa contribuire al riscaldamento globale. «La misura in cui il riscaldamento globale influenza il tasso di perdita di materia organica del suolo è molto incerta, così come lo è il modo in cui tutto ciò si manifesta negli ecosistemi del permafrost e delle terre aride», afferma César Plaza, che ha supervisionato il progetto VULCAN. Rimodellamento dei modelli di trasformazione della materia organica I ricercatori hanno cercato di ridurre l’incertezza dei modelli attuali attraverso una migliore comprensione dei processi sottostanti che stabilizzano o destabilizzano la materia organica del suolo. I membri del gruppo di ricerca si sono concentrati sui processi di destabilizzazione, stabilizzazione e trasformazione della materia organica del suolo a livello molecolare. Hanno combinato metodi all’avanguardia per il frazionamento della materia organica del suolo nei serbatoi di carbonio, tecniche che usano isotopi radioattivi e la risonanza magnetica nucleare. Esperimenti di riscaldamento dall’Alaska alla Spagna I ricercatori hanno cercato di colmare le principali lacune conoscitive per poi dare ampia diffusione a queste informazioni presso la comunità scientifica, i responsabili delle politiche e il grande pubblico. Hanno condotto esperimenti unici di riscaldamento nell’Alaska interna e nella Spagna centrale, ideati da Ted Schuur (Northern Arizona University, Stati Uniti) e Fernando T. Maestre. L’esperimento in Alaska si è tenuto in un sito nella tundra nel 2008, mentre quello spagnolo è stato condotto in un sito mediterraneo semiarido. «Abbiamo raccolto campioni di terreno da entrambi gli esperimenti per esaminare gli effetti dei trattamenti di riscaldamento sul contenuto di materia organica del suolo», osserva Plaza. Il gruppo del progetto VULCAN ha studiato quanto carbonio organico dei suoli protetti è stato influenzato dalla degradazione del permafrost. Ha usato un esperimento unico di riscaldamento dell’ecosistema chiamato CiPEHR, che ha applicato recinzioni volte ad aumentare l’accumulo di neve e che quindi trattengono più calore su un lato della recinzione. «Le misurazioni dirette dei cambiamenti nel carbonio organico del suolo nell’esperimento di riscaldamento del permafrost hanno rappresentato una grande sfida», afferma Plaza. «Il disgelo del permafrost induce profonde alterazioni fisiche del suolo che rendono difficile usare i metodi tradizionali per quantificare i cambiamenti nei serbatoi di carbonio a profondità fisse». Per superare la difficoltà di rilevare direttamente i cambiamenti nei serbatoi di carbonio nel suolo del permafrost, i ricercatori hanno usato la componente minerale relativamente stabile del suolo come parametro per i confronti tra serbatoi nel tempo. Alla fine sono stati in grado di mostrare le potenzialità della misurazione diretta delle variazioni del carbonio nel suolo del permafrost. Misurare i cambiamenti del carbonio nel suolo a livello globale Guardando al futuro, i ricercatori prevedono di effettuare misurazioni ripetute dei serbatoi di carbonio nel suolo su larga scala in tutta la regione del permafrost. «Sarebbe cruciale per comprendere veramente l’entità del circuito di retroazione del carbonio nel permafrost per i cambiamenti climatici», conclude Plaza. I ricercatori responsabili del progetto hanno anche riconosciuto la necessità di studi osservazionali sulla vulnerabilità del carbonio organico del suolo su scala globale nelle zone aride.
Parole chiave
VULCAN, permafrost, cambiamenti climatici, serbatoio di carbonio, terreni aridi, riscaldamento globale, CO2, frazionamento