Questa immagine, scattata durante una siccità del settembre 2010, mostra una fila di alberi morti e danneggiati dopo un incendio di superficie nella foresta pluviale amazzonica nel Brasile occidentale. Quando esistono condizioni più asciutte del normale, gli incendi dai bordi aperti invadono le foreste e bruciano alberi secchi e stressati. In condizioni normali, quando le foreste pluviali sono più umide, questo è molto meno comune. Credito:NASA/JPL-Caltech
Una sola stagione di siccità nella foresta pluviale amazzonica può ridurre l'assorbimento di anidride carbonica della foresta per anni dopo il ritorno delle piogge, secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Natura . Questo è il primo studio a quantificare l'eredità a lungo termine di una siccità in Amazzonia.
Un team di ricerca del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, e altre istituzioni hanno utilizzato i dati lidar satellitari per mappare i danni e la mortalità degli alberi causati da una grave siccità nel 2005. In anni di tempo normale, la foresta indisturbata può essere un "pozzo" naturale di carbonio, " assorbendo più anidride carbonica dall'atmosfera di quanta ne immetta. Ma a partire dall'anno di siccità del 2005 e fino al 2008 - l'ultimo anno di dati lidar disponibili - il bacino amazzonico ha perso una media di 0,27 petagrammi di carbonio (270 milioni tonnellate) all'anno, senza alcun segno di riacquistare la sua funzione di pozzo di carbonio.
A circa 2,3 milioni di miglia quadrate (600 milioni di ettari), l'Amazzonia è la più grande foresta tropicale sulla Terra. Gli scienziati stimano che assorba fino a un decimo delle emissioni di combustibili fossili umani durante la fotosintesi. "Il vecchio paradigma era che qualunque anidride carbonica immettiamo nelle emissioni [causate dall'uomo], l'Amazzonia aiuterebbe ad assorbirne una parte importante, " ha detto Sassan Saatchi del JPL della NASA, che ha condotto lo studio.
Ma gravi episodi di siccità nel 2005, Il 2010 e il 2015 stanno inducendo i ricercatori a ripensare a questa idea. "L'ecosistema è diventato così vulnerabile a questi eventi di riscaldamento e siccità episodica che può passare da pozzo a sorgente a seconda della gravità e dell'estensione, " Ha detto Saatchi. "Questo è il nostro nuovo paradigma."
Questa immagine, sulla base delle misurazioni effettuate dalla missione di misurazione delle precipitazioni tropicali (TRMM), mostra le aree del bacino amazzonico che sono state colpite dalla grave siccità del 2005. Aree in giallo, arancia, e la luce rossa sperimentata, moderare, e grave siccità, rispettivamente. Le aree verdi non hanno subito siccità. Credito immagine:NASA/JPL-Caltech/Google
Siccità dal suolo
Per gli scienziati sul campo in Amazzonia, "La prima cosa che vediamo durante una siccità è che gli alberi possono perdere le foglie, "Saatchi ha detto. "Queste sono foreste pluviali; gli alberi hanno quasi sempre le foglie. Quindi la perdita delle foglie è una forte indicazione che la foresta è stressata." Anche se gli alberi alla fine sopravvivono alla defogliazione, questo danneggia la loro capacità di assorbire il carbonio sotto stress.
Gli osservatori a terra notano anche che la siccità tende a uccidere in modo sproporzionato prima gli alberi ad alto fusto. Senza precipitazioni adeguate, questi giganti non possono pompare acqua a più di 100 piedi dalle radici alle foglie. Muoiono per disidratazione e alla fine cadono a terra, lasciando spazi vuoti nella volta della foresta molto in alto.
Ma qualsiasi osservatore a terra può monitorare solo una piccola parte della foresta. Ci sono solo un centinaio di appezzamenti utilizzati per la ricerca e alcuni siti di torri per il monitoraggio a lungo termine delle foreste amazzoniche. "Le misurazioni dettagliate in questi siti sono estremamente importanti per comprendere la funzione della foresta, ma non possiamo mai usarli per dire cosa sta facendo questo gigantesco ecosistema in modo tempestivo, " disse Saatchi. Per farlo, lui ei suoi colleghi si sono rivolti ai dati satellitari.
Questa immagine, scattata durante una siccità del settembre 2010, mostra un albero morto nella foresta amazzonica nel Brasile occidentale. Credito:NASA/JPL-Caltech
Siccità dallo spazio
Il team di ricerca ha utilizzato mappe lidar ad alta risoluzione derivate dal Geoscience Laser Altimeter System a bordo dell'Ice, Nube, e satellite di elevazione terrestre (ICESat). Questi dati rivelano cambiamenti nella struttura della chioma, compresi danni alle foglie e lacune. I ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo di analisi per convertire questi cambiamenti strutturali in cambiamenti nella biomassa e nel carbonio in superficie. Hanno eliminato i pixel che mostrano le aree bruciate o deforestate per calcolare l'impatto del carbonio della siccità solo sulle foreste intatte.
Hanno scoperto che in seguito alla siccità, alberi caduti, la defogliazione e il danno alla chioma hanno prodotto una significativa perdita di altezza della chioma, con la regione più gravemente colpita in calo in media di circa 35 pollici (0,88 metri) nell'anno successivo alla siccità. Le regioni meno colpite della foresta sono diminuite meno, ma tutto ha continuato a diminuire costantemente durante i restanti anni del record di dati.
Saatchi ha notato che metà della pioggia della foresta è prodotta dalla foresta stessa:l'acqua che traspira ed evapora dalla vegetazione e dal terreno, sale nell'atmosfera, e si condensa e piove durante la stagione secca e il passaggio alla stagione delle piogge. Una siccità che uccide gli alberi forestali quindi non solo aumenta le emissioni di carbonio, riduce le precipitazioni e prolunga la durata della stagione secca. Questi cambiamenti aumentano la probabilità di una futura siccità.
Se le siccità continuano a verificarsi con la frequenza e la gravità degli ultimi tre eventi nel 2005, 2010 e 2015, Saatchi ha detto, l'Amazzonia potrebbe eventualmente trasformarsi da foresta pluviale a foresta tropicale secca. Ciò ridurrebbe la capacità di assorbimento del carbonio della foresta e la sua diversità biologica.
