Si prevede che le emissioni di carbonio nell'atmosfera da torrenti e fiumi aumenteranno poiché le temperature più calde dell'acqua stimolano tassi più rapidi di degradazione della materia organica.

Ma un nuovo studio condotto dalla ricercatrice dell'Università dello Utah Jennifer J. Follstad Shah, in collaborazione con un team di 15 scienziati negli Stati Uniti e in Europa, suggerisce che questi tassi di decadimento potrebbero non aumentare tanto quanto previsto. Infatti, lo studio indica che i tassi di rottura medi possono aumentare dal 5 al 21% con un aumento della temperatura dell'acqua da 1 grado a 4 gradi Celsius, la metà dell'aumento dal 10% al 45% previsto dalla teoria metabolica. La temperatura media annuale dell'acqua per alcuni corsi d'acqua e fiumi sta attualmente aumentando a un tasso annuo compreso tra 0,01 gradi e 0,1 gradi Celsius a causa dei cambiamenti del clima e dell'uso del suolo.

Lo studio "Sintesi globale della sensibilità alla temperatura della rottura della lettiera fogliare in torrenti e fiumi" è stato pubblicato il 28 febbraio in Biologia del cambiamento globale .

I torrenti e i fiumi coprono circa il 3% della superficie terrestre della Terra, ma contribuiscono in modo importante al ciclo globale del carbonio. Questi corsi d'acqua costituiscono un habitat importante in cui la materia organica come la lettiera viene trasformata attraverso processi fisici e il consumo da parte di microbi e invertebrati. Parte della materia organica consumata contribuisce alla crescita di questi organismi, ma una parte viene "persa" a valle mentre gli invertebrati lacerano i rifiuti in pezzi più piccoli e una parte viene emessa nell'atmosfera come anidride carbonica attraverso la respirazione.

L'anidride carbonica è un gas serra che contribuisce al riscaldamento globale e all'acidificazione degli oceani.

L'acqua più calda migliora la scomposizione della materia organica, ma non è chiaro se il cambiamento climatico si tradurrà in una maggiore emissione di carbonio nell'atmosfera rispetto al carbonio trasportato a valle nell'oceano.

"Questo processo non è così ovvio come lo scioglimento delle calotte glaciali e gli impatti su una creatura carismatica come l'orso polare, ma è un indicatore importante del cambiamento climatico globale, "Follstad Shah ha detto, e uno che ha implicazioni per i valori utilizzati nei modelli di cambiamento climatico.

"C'è ancora molto sul ciclo del carbonio che non capiamo, "Ha detto. "Comprendere la sensibilità alla temperatura dei processi ecosistemici che regolano il ciclo del carbonio è fondamentale quando le temperature globali aumentano".

Il nuovo studio ha esaminato i dati di più di 1, 000 rapporti che rappresentano 41 paesi e 85 diversi generi di piante per quantificare la sensibilità della disgregazione dei rifiuti nei torrenti e nei fiumi alle variazioni di temperatura. Ha preso in considerazione la densità degli invertebrati, posizione globale e qualità della lettiera come fattori che controllano la sensibilità alla temperatura della rottura della lettiera.

Lo studio ha scoperto che l'aumento delle temperature aumenterà probabilmente il tasso di decadimento dei rifiuti, ma non così velocemente come previsto in base alla teoria metabolica, ha detto Follstad Shah. La teoria metabolica postula che il tasso metabolico degli organismi, che dipende in parte dalla temperatura, governa i processi ecologici. In questo caso, secondo la teoria metabolica, il tasso di rottura della lettiera dipenderebbe dal tasso metabolico degli organismi fluviali, che è stimolato dalle temperature elevate.

Follstad Shah e colleghi hanno scoperto che la sensibilità alla temperatura della rottura dei rifiuti era maggiore nei biomi tropicali rispetto a quelli temperati. Lo studio stima che un aumento di circa il 10% del tasso di distruzione dei rifiuti richiede solo un aumento di 1 grado Celsius nei tropici, ma un aumento di 4 gradi Celsius nei biomi temperati.

La sensibilità alla temperatura variava tra i diversi tipi di piante, che i dati suggeriscono potrebbe essere dovuto a differenze nella chimica delle foglie. Lo studio ha anche riscontrato che la sensibilità alla temperatura della rottura della lettiera fogliare era simile sia che fosse mediata dai soli microbi o da microbi e invertebrati.

Ciò suggerisce che l'equilibrio tra la quantità di anidride carbonica rilasciata rispetto alla quantità di carbonio rimanente in forma solida (rifiuti di foglie che si spostano a valle come particelle più piccole verso un oceano) dovrebbe rimanere relativamente coerente anche se le temperature aumentano, ha detto Follstad Shah. Suggerisce inoltre che è possibile effettuare una prima, previsione su larga scala della risposta del tasso di rottura alle temperature del flusso alterate.

"Il nostro studio è applicabile agli sforzi che utilizzano misure standardizzate per misurare la salute di torrenti e fiumi, " lei disse.

Molti corsi d'acqua e fiumi in tutto il mondo sono danneggiati. A volte il danno è dovuto a variazioni della temperatura dell'acqua o ad altre forme di inquinamento.

"La disgregazione dei rifiuti è un processo integrativo. Può essere pensato come un sistema digestivo, " Follstad Shah ha detto. "Possiamo determinare se un ruscello o un fiume è in buone condizioni se sappiamo come si prevede che la disgregazione dei rifiuti cambi in diverse impostazioni, simile a come i medici diagnosticano la salute umana".