Quando si tratta di gas serra, l'anidride carbonica tende a rubare i riflettori, ma una nuova ricerca sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ) rivela come gli scienziati hanno sviluppato un nuovo, strumento predittivo per stimare le emissioni di protossido di azoto (N2O) da fiumi e torrenti in tutto il mondo. N2O, un gas serra con 300 volte il potenziale di riscaldamento dell'anidride carbonica, persiste da oltre un secolo nell'atmosfera terrestre ed è noto per causare danni significativi allo strato di ozono terrestre. Fiumi e torrenti possono essere fonti di N2O perché sono punti caldi per la denitrificazione, un processo mediante il quale i microbi convertono l'azoto disciolto in gas azotato.

Mentre la ricerca precedente ha tentato di quantificare dove e quando viene emesso N2O, fiumi e torrenti hanno rappresentato una sfida significativa perché è difficile misurare con precisione l'N2O dalle acque correnti, in particolare alla scala di un intero sistema fluviale. L'attuale studio presenta un modello predittivo ampiamente applicabile da cui stimare le emissioni di N2O dai corsi d'acqua sulla base di semplici metriche tra cui la dimensione del flusso, uso del suolo e copertura del suolo del paesaggio adiacente, tipo di bioma e condizioni climatiche variabili.

"Cambiamento rapido dell'uso del suolo, come la conversione di zone umide storiche in terreni agricoli, ha aumentato l'apporto di azoto biodisponibile dal paesaggio a scapito della ricezione di torrenti e fiumi, " ha detto Jennifer Tank, Galla Professore presso il Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università di Notre Dame, co-autore dello studio e direttore dell'Environmental Change Initiative di Notre Dame. "Una parte di quell'azoto sarà convertito dai microbi in N2O, e poiché è un potente gas serra, dove e quando ciò accade nelle acque correnti è di grande interesse, sia ora che in futuro".

Lavorando con un team internazionale di scienziati, Tank e la sua studentessa Martha Dee hanno analizzato i dati sulle emissioni precedentemente pubblicati da torrenti e fiumi di tutto il mondo, incluso il fiume Kalamazoo del Michigan, Il fiume Hudson di New York, il fiume Swale-Ouse nel Regno Unito e sei grandi fiumi in tutta l'Africa. Inoltre, il team ha raccolto le proprie misurazioni di N2O da due reti fluviali a livello regionale, compreso il fiume Manistee nel Michigan e il fiume Tippecanoe nell'Indiana. L'analisi dei ricercatori del set di dati combinati ha scoperto che le emissioni di N2O dipendono dalle dimensioni del fiume:man mano che aumenta, la produzione di N2O si sposta dall'alveo del torrente all'acqua sovrastante.

"L'attuale comprensione della produzione di protossido di azoto è limitata nelle reti di torrenti e fiumi in un momento di rapido cambiamento globale, " ha detto Dee co-autore dello studio. "Il nostro studio utilizza un diverso, set globale di dati combinati con misurazioni regionali per creare un modello in grado di prevedere meglio l'impatto dell'attività umana e dei fattori ambientali sulla produzione di N2O".

Il nuovo modello sarà uno strumento prezioso sia per gli scienziati che per i gestori delle risorse idriche, poiché il quadro consente una previsione accurata delle emissioni di N2O in una varietà di scenari, tra cui la temperatura dell'acqua, cambiamenti nell'uso del suolo e l'influenza dei cambiamenti climatici sui risultati delle emissioni.