Non importa se è una foresta, un campo di soia, o una prateria, tutte le piante assorbono anidride carbonica durante la fotosintesi, il processo in cui usano la luce solare per convertire l'acqua e l'anidride carbonica in cibo. Durante questo passaggio, le piante emettono un "bagliore" di energia non visibile all'occhio umano, ma può essere rilevato dai satelliti nello spazio. Ora, i ricercatori dell'Università del New Hampshire hanno fatto un ulteriore passo avanti. Utilizzando i dati satellitari provenienti da diversi importanti ecosistemi terrestri in tutto il mondo, hanno scoperto che il bagliore della fotosintesi è lo stesso in tutta la vegetazione, non importa la posizione. Questa analisi globale unica nel suo genere potrebbe avere un significato nel fornire dati più accurati per gli scienziati che lavorano per modellare il ciclo del carbonio e alla fine aiutare a progettare meglio il cambiamento climatico.

"L'importanza di questi risultati è che invece di esaminare diversi tipi di dati e modelli basati su computer dalle informazioni raccolte sul terreno per monitorare la fotosintesi delle piante in tutto il mondo, l'utilizzo delle osservazioni satellitari fornirà un'opzione quasi in tempo reale che è semplice, affidabile e veloce, " disse Jingfeng Xiao, un professore associato di ricerca UNH e il ricercatore principale dello studio recentemente pubblicato sulla rivista Biologia del cambiamento globale .

Le piante di tutto il mondo sono un importante pozzo di carbonio che aiuta a rimuovere il carbonio dall'atmosfera durante la fotosintesi. A causa di ciò, stime accurate della fotosintesi sono fondamentali per gli scienziati che esaminano le funzioni dell'ecosistema, ciclismo del carbonio, e feedback sul clima. La sfida è stata nei dati a terra utilizzati in precedenza dagli scienziati per stimarlo, compresa la temperatura dell'aria, radiazione solare, precipitazione, e altre informazioni utilizzate nei modelli di sistemi terrestri basati su computer che si concentrano sul ciclo del carbonio. Però, quei calcoli hanno grandi variazioni che possono influenzare i risultati.

Per misurare la quantità di carbonio assorbita dalle piante attraverso la fotosintesi, nota come produttività primaria lorda (GPP), gli scienziati hanno misurato sempre più il bagliore energetico delle piante, chiamata fluorescenza indotta dal sole (SIF). Questa luce emessa attraverso la foglia si trova all'estremità superiore dello spettro luminoso. Mentre gli scienziati hanno utilizzato questi dati per biomi specifici, o comunità biologiche distinte come una foresta o un deserto, questo studio è il primo a esaminare la relazione tra GPP terrestre e SIF osservati via satellite in diverse aree del mondo, dalle praterie alle foreste miste e persino alle aree con vegetazione rada.

I ricercatori hanno raccolto i dati SIF per le piante in otto biomi principali, o tipi di ecosistema, dal satellite Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) e ha scoperto che non importava dove fossero le piante, che proprio come studi precedenti in singole aree, dove c'era più SIF, le piante hanno assorbito più carbonio dalla fotosintesi, e viceversa. La ricerca di Xiao stabilisce questa relazione universale tra otto principali tipi di ecosistema e mostra che il SIF può effettivamente fungere da proxy per calcoli più dispendiosi in termini di tempo.

"Questo è un grande passo avanti verso la possibilità di fare affidamento esclusivamente su misurazioni satellitari, " ha detto Xiao. "Poiché è un modello molto semplice, potrebbe aiutare a ridurre l'incertezza nei dati, ridurre i costi di calcolo e aiutare a progettare meglio il cambiamento climatico."

Questa è la prima volta che l'OCO-2 è stato utilizzato in un'analisi globale basata su osservazioni SIF. Inoltre, la relazione universale diretta rivelata in questo studio consente la stima della fotosintesi senza conoscere il tipo di ecosistema. Ciò è particolarmente importante per le aree del globo in cui il satellite potrebbe non essere affidabile, dati su larga scala sul tipo di vegetazione. Xiao sta attualmente lavorando allo sviluppo di stime SIF globali per aree che vanno da poche a decine di chilometri quadrati, che secondo lui sarà utile per la comunità scientifica che studia questi argomenti.