I suoli potrebbero rilasciare nell'atmosfera molta più CO2 del previsto man mano che il clima si riscalda, secondo una nuova ricerca condotta da scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'energia.

I loro risultati si basano su un esperimento sul campo che, per la prima volta, esplorato cosa succede al carbonio organico intrappolato nel suolo quando tutti gli strati del suolo sono riscaldati, che in questo caso si estendono fino a una profondità di 100 centimetri. Gli scienziati hanno scoperto che il riscaldamento sia della superficie che degli strati più profondi del suolo in tre aree sperimentali ha aumentato il rilascio annuale di CO2 delle aree dal 34 al 37 percento rispetto al suolo non riscaldato. Gran parte della CO2 ha avuto origine da strati più profondi, indicando che le riserve più profonde di carbonio sono più sensibili al riscaldamento di quanto si pensasse in precedenza.

Riportano il loro lavoro online il 9 marzo sulla rivista Scienza .

I risultati fanno luce su quella che è potenzialmente una grande fonte di incertezza nelle proiezioni climatiche. Il carbonio organico del suolo contiene tre volte il carbonio dell'atmosfera terrestre. Inoltre, il riscaldamento dovrebbe aumentare la velocità con cui i microbi scompongono il carbonio organico del suolo, rilasciando più CO2 nell'atmosfera e contribuendo al cambiamento climatico.

Ma, fino ad ora, la maggior parte degli esperimenti sul riscaldamento del suolo sul campo si è concentrata solo sui primi cinque o 20 centimetri di suolo, il che lascia un sacco di carbonio inspiegato. Gli esperti stimano che i suoli sotto i 20 centimetri di profondità contengano più del 50 percento dello stock di carbonio organico del pianeta. Le grandi domande sono state:fino a che punto gli strati più profondi del suolo rispondono al riscaldamento? E cosa significa questo per il rilascio di CO2 nell'atmosfera?

"Abbiamo scoperto che la risposta è piuttosto significativa, "dice Caitlin Hicks Pries, un ricercatore post-dottorato nella divisione di scienze del clima e dell'ecosistema del Berkeley Lab. Ha condotto la ricerca con l'autore corrispondente Margaret Torn, e Christina Castahna e Rachel Porras, che sono anche scienziati del Berkeley Lab.

"Se i nostri risultati vengono applicati a suoli in tutto il mondo simili a quelli che abbiamo studiato, intendendo suoli che non sono ghiacciati o saturi, i nostri calcoli suggeriscono che entro il 2100 il riscaldamento degli strati più profondi del suolo potrebbe causare un rilascio di carbonio nell'atmosfera a una velocità significativamente superiore a quella odierna, forse anche fino al 30 percento delle emissioni annuali di carbonio di oggi causate dall'uomo a seconda delle ipotesi su cui si basa la stima, " aggiunge Hicks Pries.

La necessità di comprendere meglio la risposta di tutte le profondità del suolo al riscaldamento è sottolineata da proiezioni che, nel prossimo secolo, i terreni più profondi si riscalderanno all'incirca alla stessa velocità dei terreni superficiali e dell'aria. Inoltre, Simulazioni del gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici della temperatura media globale del suolo, utilizzando uno scenario "business as usual" in cui le emissioni di carbonio aumenteranno nei decenni a venire, prevedere che il suolo si scalderà di 4°C entro il 2100.

Per studiare i potenziali impatti di questo scenario, gli scienziati del Berkeley Lab hanno aperto la strada a un'innovativa configurazione sperimentale presso la Blodgett Forest Research Station dell'Università della California, che si trova ai piedi delle montagne della Sierra Nevada della California. Il suolo della stazione di ricerca è rappresentativo dei suoli forestali temperati, che a loro volta rappresentano circa il 13,5% della superficie del suolo mondiale.

Gli scienziati hanno costruito il loro esperimento attorno a sei appezzamenti di terreno che misurano tre metri di diametro. Il perimetro di ogni lotto è stato circondato da 22 cavi scaldanti che sono stati interrati verticalmente per più di due metri. Hanno riscaldato tre delle parcelle a 4°C per più di due anni, lasciando gli altri tre appezzamenti non riscaldati per fungere da controlli.

Hanno monitorato la respirazione del suolo in tre modi diversi nel corso dell'esperimento. Ogni appezzamento aveva una camera automatizzata che misurava il flusso di carbonio in superficie ogni mezz'ora. Inoltre, un giorno al mese, Hicks Pries e il team hanno misurato i flussi di carbonio sulla superficie in sette punti diversi in ciascun appezzamento.

Un terzo metodo ha sondato l'importantissimo regno sotterraneo. Una serie di "cannucce" in acciaio inossidabile è stata installata sotto la superficie in ogni appezzamento. Gli scienziati hanno usato le cannucce per misurare le concentrazioni di CO2 una volta al mese a cinque profondità tra 15 e 90 centimetri. Conoscendo queste concentrazioni di CO2 e altre proprietà del suolo, potrebbero modellare la misura in cui ogni profondità ha contribuito alla quantità di CO2 rilasciata in superficie.

Hanno scoperto che, dell'aumento del 34-37% della CO2 rilasciata nei tre appezzamenti riscaldati, Il 40% di questo aumento era dovuto alla CO2 che proveniva da meno di 15 centimetri. Hanno anche scoperto che la sensibilità del suolo al riscaldamento era simile nelle cinque profondità.

Gli scienziati affermano che questi risultati suggeriscono che il grado in cui il carbonio organico del suolo influenza il cambiamento climatico potrebbe essere attualmente sottostimato.

"Si presume che il carbonio nel sottosuolo sia più stabile e non sia così sensibile al riscaldamento come nel terriccio, ma abbiamo imparato che non è così, " dice Torn. "Gli strati più profondi del suolo contengono molto carbonio, e il nostro lavoro indica che è una componente chiave mancante nella nostra comprensione del potenziale feedback dei suoli sul clima del pianeta".