Un nuovo studio dell'Università della Finlandia orientale presenta, per la prima volta, l'impronta isotopica del protossido di azoto prodotto dai suoli artici. La scoperta apre nuove strade per prevedere le tendenze future del protossido di azoto atmosferico e per identificare le azioni di mitigazione del cambiamento climatico nell'Artico, una regione particolarmente sensibile ai cambiamenti climatici.

Il protossido di azoto (N2O) è un potente gas serra e anche il secondo maggior contributore alla riduzione dell'ozono nella stratosfera. È prodotto naturalmente dai terreni, con i suoli agricoli e delle foreste pluviali tropicali che sono le principali fonti di N2O nell'atmosfera. Fino a poco tempo fa, gli scienziati presumevano che le emissioni di protossido di azoto fossero trascurabili nelle regioni a clima più freddo come l'Artico e il sub-Artico.

Questa ipotesi, però, è stata contraddetta dagli scienziati dell'Università della Finlandia orientale un decennio fa, quando hanno scoperto che le superfici di torba nuda nelle torbiere di permafrost rilasciano elevate quantità di N2O, nonostante la generale limitazione dell'azoto degli ecosistemi della tundra. Da allora, Le emissioni di N2O e i loro processi sottostanti sono stati oggetto di numerose ricerche e, anche, discussione.

In un nuovo studio, ricercatori dell'Università della Finlandia orientale, insieme ai colleghi dell'Istituto venezuelano per la ricerca scientifica (IVIC) e dell'Università della California, Berkeley, esplorare la composizione isotopica e le potenziali fonti di protossido di azoto emesso dai suoli nella tundra subartica. Lo studio esplora nuove frontiere della scienza polare, e l'approccio utilizzato stabilisce un'eredità di dati e metodologie che hanno il potenziale per collegare l'ecosistema artico con il ciclo globale di N2O.

Nello studio, i ricercatori hanno esaminato gli isotopi di azoto e ossigeno in campioni di N2O raccolti da siti di torbiere di permafrost nella Russia nordoccidentale. Utilizzando l'analisi della "preferenza del sito", gli scienziati hanno anche identificato gli isotopi specifici che occupano i due diversi siti di azoto all'interno della molecola di protossido di azoto. Lo studio presenta per la prima volta l'impronta isotopica di N2O prodotta dai suoli della tundra artica, contribuendo così alla comprensione dei meccanismi di produzione di N2O in questo ambiente poco studiato.

Poiché diversi processi microbici lasciano impronte isotopiche distinte sul protossido di azoto, i ricercatori speravano anche di capire le quantità relative di protossido di azoto emesse da diversi microbi che processano l'azoto nei terreni della tundra. I risultati suggeriscono che le emissioni di N2O dai terreni di torba della tundra nuda potrebbero essere dovute alla denitrificazione del nitrificatore, un processo microbico che trasforma l'ammoniaca (NH4) in N2 in una serie di passaggi, uno dei quali produce protossido di azoto. Però, nell'anno di studio le emissioni di N2O sono state basse rispetto agli anni precedenti, e le ragioni delle elevate emissioni non sono ancora chiare. I dati sugli isotopi non erano abbastanza conclusivi, e anche la sofisticata tecnica di preferenza del sito non ha fornito informazioni sufficienti per scoprire i ruoli relativi dei diversi microbi.

Ciò nonostante, i risultati sono preziosi perché i dati sul protossido di azoto isotopico dall'Artico e dal sub-Artico sono estremamente rari. I risultati potrebbero aiutare le previsioni delle tendenze future nel protossido di azoto atmosferico e aiutare a identificare le azioni di mitigazione nell'Artico, una regione particolarmente sensibile ai cambiamenti climatici. Nel futuro, le maggiori emissioni di N2O dal suolo naturale come la tundra sub-artica potrebbero mascherare l'effetto isotopico causato dalle azioni di mitigazione derivate dall'agricoltura.