"Raccogliere la polvere" di solito non è considerato una buona cosa.

Ma la polvere proveniente dalla Central Valley e dal deserto del Gobi in Asia fornisce più nutrienti, in particolare il fosforo critico, di quanto si pensasse in precedenza per sostenere la vegetazione della Sierra Nevada, ha scoperto un team di scienziati.

Un nuovo studio pubblicato oggi (28 marzo) sulla rivista Comunicazioni sulla natura indica che è importante capire come la polvere aiuta la vegetazione a prosperare, soprattutto alla luce del cambiamento climatico e dell'intensificazione dell'uso del suolo.

È risaputo che la polvere è un'importante fonte di nutrienti per paesaggi antichi e altamente alterati come l'isola di Kauai, dove l'erosione chimica e la lisciviazione intensiva hanno impoverito il substrato roccioso sottostante di elementi che sostengono la vita, compreso il fosforo, potassio, calcio e magnesio, Il professor Stephen Hart dell'UC Merced e i suoi collaboratori hanno scritto.

A causa del substrato roccioso granitico per lo più povero di fosforo, la Sierra Nevada è considerata un ecosistema a fosforo limitato, ma i ricercatori ritengono che le loro scoperte risulteranno vere per altri ecosistemi montuosi in tutto il mondo e avranno implicazioni per prevedere la risposta delle foreste ai cambiamenti climatici e all'uso del suolo.

I nutrienti vengono generalmente forniti alle piante quando il substrato roccioso viene convertito in suolo. Nutrienti, in larga misura, regolare la distribuzione della vita sulla superficie terrestre, quindi comprendere l'importanza relativa delle diverse fonti di nutrienti, inclusi il substrato roccioso e la polvere, è una domanda fondamentale in ecologia, biogeochimica e geobiologia.

Ma i ricercatori sono rimasti sorpresi nello scoprire che la polvere è importante anche nell'erosione attiva, ecosistemi montani relativamente giovani come la Sierra Nevada. "La polvere fornisce importanti input del fosforo nutriente che limita la crescita delle piante agli ecosistemi della Sierra Nevada occidentale, "Ha detto Hart. "Questi input di polvere possono essere fondamentali per mantenere la produttività delle piante in questi ambienti montani geologicamente giovani, e gli apporti di polvere possono aumentare con l'intensificarsi dell'uso del suolo nella Central Valley e con il riscaldamento del clima in futuro".

Una collaborazione interdisciplinare e interistituzionale che coinvolge geochimici isotopici, un geomorfologo, ecologisti dell'ecosistema ed ecologisti microbici di UC Merced, l'Università del Michigan, l'Università del Wyoming e la UC Riverside hanno cercato di quantificare l'importanza della polvere transoceanica e regionale come fonte di nutrienti per gli ecosistemi della Sierra Nevada.

I ricercatori hanno esaminato campioni provenienti da quattro siti del Southern Sierra Critical Zone Observatory (SSCZO) nella Sierra National Forest, da circa 1, 300 piedi a 8, 800 piedi di elevazione, e confrontato gli apporti di nutrienti della polvere con i tassi di formazione del suolo basati sui tassi di perdita di suolo moderni e millenari.

Il team di ricerca sta anche studiando "autostoppisti" microbici che cavalcano le particelle di polvere.

"Penso che saremo anche in grado di utilizzare il DNA microbico per individuare da dove proviene la polvere con una fedeltà simile o superiore rispetto all'utilizzo di isotopi radiogeni nella polvere, " ha detto Hart, che fa parte della School of Natural Sciences e del Sierra Nevada Research Institute.

Nicholas Dove, studente laureato alla UC Merced, che si è offerto volontario per far parte del progetto per l'esperienza di lavorare con questo gruppo eterogeneo, ha detto che aveva il compito di raccogliere la polvere e aiutare a scrivere il giornale offrendo commenti e critiche.

"La raccolta della polvere per scopi scientifici è sorprendentemente rudimentale. Usiamo molte forniture domestiche:pali di legno reggono pentole piene di biglie, e la polvere si deposita nella matrice marmorea, "ha spiegato. "Raccogliamo questa polvere 'lavando' i marmi con acqua sterile. L'acqua viene filtrata e, Ecco, hai la tua polvere."

La tesi di Dove si concentra sugli effetti della soppressione degli incendi e dei regimi alterati degli incendi sulle comunità microbiche e sui processi biogeochimici nelle foreste miste di conifere della Sierra Nevada, ma ha colto al volo l'opportunità di lavorare di più nella SSCZO.

"Lavorare in SSCZO mi ha permesso di incontrare e lavorare con altri ricercatori fuori da tutto il paese, " Egli ha detto.

Il SSCZO, guidato dal professor Roger Bales dell'UC Merced, fa parte di una rete di 10 osservatori di zone critiche istituita dalla National Science Foundation, ed è uno sforzo collaborativo con la Pacific Southwest Research Station of the Forest Service.

"La rete CZO è stata creata per svolgere ricerche come questa, che integra fisico, misurazioni geochimiche e biologiche dal sottosuolo alla superficie terrestre, dandoci una capacità predittiva senza precedenti per migliorare la gestione di questi paesaggi forestali in rapida evoluzione, " ha detto Balle.

"Questa ricerca rivela che il trasporto di polvere nell'atmosfera è importante per la salute ecologica di molte parti del nostro pianeta, " disse Richard Yuretich, direttore del programma per la rete di osservatori delle zone critiche della NSF. "Cicli complessi e feedback regolano le condizioni sulla superficie della Terra. Questo studio aggiunge un tassello significativo alla nostra conoscenza di come funziona la Terra e cosa possiamo fare per mantenerla in funzione correttamente".

Il Comunicazioni sulla natura la carta si chiama "La polvere supera il substrato roccioso nella fornitura di nutrienti agli ecosistemi delle foreste montane".