Due ricercatori della Montana State University hanno svolto un ruolo importante nello scoprire come le comunità microbiche nello scioglimento dei ghiacciai contribuiscono al ciclo del carbonio della Terra, una scoperta che ha implicazioni globali poiché la maggior parte dei ghiacciai della Terra si restringe in risposta al riscaldamento climatico.

Heidi Smith, un ricercatore post-dottorato, e Christine Foreman, professore associato di ingegneria chimica e biologica, sia del Centro per l'ingegneria dei biofilm nel College of Engineering della MSU, erano coautori di un articolo pubblicato sulla prestigiosa rivista Geoscienze naturali . Il documento è stato pubblicato sul sito web della rivista il 3 aprile.

Intitolata "Formazione microbica di carbonio organico labile in ambienti glaciali antartici, " l'articolo è stato co-autore di ricercatori dell'Università del Colorado a Boulder, il Servizio Geologico degli Stati Uniti, Università di Stoccolma in Svezia e l'Istituto Max Planck per la microbiologia marina in Germania.

Il documento sfida la teoria prevalente secondo cui i microrganismi presenti nell'acqua di disgelo glaciale consumano principalmente carbonio organico antico che un tempo era depositato sulle superfici glaciali e incorporato nel ghiaccio durante la formazione dei ghiacciai.

"Abbiamo sentito che c'era un altro lato della storia, " ha detto Smith, l'autore principale del documento. Smith ha conseguito un dottorato di ricerca. in ecologia e scienze ambientali presso il Dipartimento delle risorse del territorio e delle scienze ambientali della MSU nel 2016, con Foreman come suo consigliere.

"Quello che abbiamo mostrato per la prima volta è che una grande proporzione del carbonio organico proviene invece da batteri fotosintetici" che si trovano anche nel ghiaccio e che si attivano quando il ghiaccio si scioglie, ha detto Smith. come piante, quei batteri assorbono l'anidride carbonica e, a loro volta, forniscono una fonte di materia organica.

Il team di ricerca ha fatto la scoperta dopo aver campionato l'acqua di fusione da un grande ruscello che scorre sulla superficie di un ghiacciaio nella regione delle McMurdo Dry Valleys in Antartide nel 2012.

in seguito, Smith ha trascorso due mesi al Max Planck Institute for Marine Microbiology a Brema, Germania, con il supporto del programma di formazione interdisciplinare di punta della National Science Foundation, il tirocinio formativo integrativo e di ricerca. Là, ha lavorato con i colleghi per monitorare come i diversi isotopi di carbonio si sono mossi attraverso l'ecosistema dell'acqua di fusione, consentendo al team di determinare l'origine e l'attività del carbonio.

I ricercatori hanno infine scoperto che i microbi glaciali utilizzavano il carbonio prodotto dai batteri fotosintetici a una velocità maggiore rispetto ai batteri più vecchi, molecole di carbonio più complesse depositate nel ghiaccio, perché il carbonio batterico è più "labile, " o facilmente scomponibile. Il labile carbonio "è un po' come una barra Snickers, " nel senso che è un veloce, fonte di cibo energizzante più disponibile per i microbi, ha detto Smith.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che i batteri fotosintetici hanno prodotto circa quattro volte più carbonio di quello assorbito dai microbi, determinando un eccesso di carbonio organico scaricato a valle. "L'impatto ecologico di questo carbonio organico prodotto biologicamente sugli ecosistemi a valle sarà amplificato a causa della sua natura altamente labile, " ha detto il caposquadra.

Sebbene i singoli flussi glaciali esportino quantità relativamente piccole di carbonio organico, la grande massa dei ghiacciai, che coprono più del 10% della superficie terrestre, significa che il deflusso glaciale totale è una fonte importante del materiale. Il carbonio organico marino è alla base di processi ecologici ad ampio raggio come la produzione di fitoplancton, le fondamenta della rete alimentare degli oceani.

Man mano che i ghiacciai si sciolgono e rilasciano sempre più il prodotto organico, carbonio labile, "Pensiamo che le comunità microbiche marine saranno le più colpite, " ha detto Smith. "Speriamo che questo generi più discussioni".

In un commento "Notizie e opinioni" che accompagna l'articolo su Nature Geoscience, Elizabeth Kujawinski, uno scienziato di ruolo presso la Woods Hole Oceanographic Institution, ha definito il lavoro del team "un'elegante combinazione" di metodi di ricerca.

Preso insieme ad un altro studio pubblicato nello stesso numero di Geoscienze naturali , sul ciclo del carbonio microbico in Groenlandia, L'articolo di Smith "sgonfia l'idea che le superfici dei ghiacciai siano ospiti poveri per il metabolismo microbico, " secondo Kujawinski. I due studi "hanno stabilito che il ciclo del carbonio microbico sulle superfici dei ghiacciai non può essere ignorato, " lei ha aggiunto.