Molte persone vedono il ciclo del carbonio come verticale:la CO2 si muove su e giù tra il suolo, piante e l'atmosfera.

Però, nuova ricerca della Michigan State University pubblicata nell'attuale numero di Lettere di ricerca geofisica , aggiunge una dimensione alla prospettiva verticale mostrando come l'acqua sposta lateralmente enormi quantità di carbonio attraverso gli ecosistemi, specialmente durante le inondazioni. Questi risultati, che hanno analizzato più di 1, 000 bacini idrografici, che coprono circa il 75% degli Stati Uniti contigui - hanno implicazioni per il cambiamento climatico e la qualità dell'acqua.

Il carbonio nell'ambiente, carbonio organico disciolto specificatamente o DOC, è una variabile principale che influenza molti dei processi fondamentali del nostro pianeta, come la chimica dell'acqua, emissioni di gas serra e trasporto di inquinanti su terra e acqua, disse Jay Zarnetske, MSU scienziato della terra e dell'ambiente e autore principale dello studio.

"Quando l'acqua scorre attraverso gli ecosistemi, preleva carbonio organico dalle piante e dal suolo, e in molti casi, l'acqua determina se l'ecosistema è una fonte netta di carbonio o un pozzo, " ha detto. "La massiccia quantità di carbonio che fuoriesce dagli ecosistemi come DOC è grande circa quanto la quantità netta di carbonio assorbita dall'atmosfera ogni anno. Una contabilità così accurata è fondamentale quando si gestisce il "conto della banca del carbonio"."

DOC nei fiumi è come fare il tè, Zarnetske ha aggiunto.

"Si inizia con l'acqua relativamente limpida che cade come precipitazione, e poi il carbonio organico nel paesaggio viene lisciviato nell'acqua, " ha detto. "Questo tè viene poi scaricato nei corsi d'acqua durante le inondazioni, spesso trasformando l'acqua in marrone."

Il nuovo lavoro di Zarnetske suggerisce un modo migliore per tenere conto degli ecosistemi in uscita di carbonio come DOC includendo i dati degli eventi di inondazione. Citando problemi logistici e di sicurezza, gli scienziati di solito lasciano i fiumi alla larga durante le inondazioni. Di conseguenza, i ricercatori sanno meno sul comportamento del DOC durante le inondazioni. Quando l'acqua scorre veloce e marrone, anche se, è quando la maggior parte del carbonio viene trasportata fuori dalla maggior parte dei bacini idrografici. In altre parole, questo è un momento in cui è necessario più campionamento.

Ciò che ha sorpreso il team di scienziati è che le inondazioni eliminano facilmente il carbonio dai paesaggi in diversi ecosistemi in tutto il Nord America, che vanno dalle foreste del Michigan al deserto di Sonora. Inizialmente pensavano che il DOC sarebbe stato diluito dalle inondazioni in molte parti degli Stati Uniti. però, portare al rilascio di grandi quantità di DOC, o tè più forte, metaforicamente parlando, da quasi tutti gli ambienti in un tempo relativamente breve.

"Sapevamo che il DOC è aumentato durante le inondazioni in alcune zone, ma siamo rimasti sorpresi di vedere lo stesso modello nella stragrande maggioranza dei bacini idrografici in tutto il paese, " ha detto Zarnetske. "I deserti non hanno tanto DOC quanto le foreste decidue, ma quando hai un evento come un'alluvione, il procedimento è lo stesso e i torrenti d'acqua sono pieni zeppi di carbone».

Un'altra importante conferma dall'enorme set di dati dello studio è stato il ruolo significativo che le zone umide svolgono nei nostri bacini idrografici. Il comportamento di lavaggio del DOC negli Stati Uniti era principalmente correlato alla superficie delle zone umide in uno spartiacque. Le zone umide fungono da buffer o zone di stoccaggio per DOC nei bacini idrografici. Se le acque alluvionali salgono, acqua e DOC nelle zone umide più vicine al fiume possono traboccare rapidamente.

Di conseguenza, dove si trovano le zone umide naturali all'interno dello spartiacque è importante. Drenare le zone umide naturali e "scambiarle" con un'altra palude vicina o costruire una zona umida artificiale potrebbe sembrare buono sulla carta, ma influenzerà la capacità di un'area di immagazzinare e rilasciare carbonio, Zarnetske ha aggiunto.

"Le zone umide sono i principali controlli per il bilancio del carbonio e la qualità dell'acqua, e sono anche alcuni dei paesaggi più vulnerabili, " disse. "Se li sposti, stai cambiando l'impianto idraulico e la chimica di una regione."

Per questa ricerca, gli scienziati hanno utilizzato dati provenienti da tutti gli Stati Uniti, ma non guadarono in un solo ruscello o palude. I loro risultati provengono da una quantità enorme di dati raccolti nel corso di decenni da agenzie governative statali e federali, principalmente il Servizio Geologico degli Stati Uniti. La vastità del set di dati può intimidire, e padroneggiare le abilità necessarie per svelarne i segreti è scoraggiante. Però, è un vero tesoro di informazioni. Sebbene la raccolta di questi dati a lungo termine possa non sembrare entusiasmante come condurre nuovi esperimenti, i dati storici sono preziosi e il loro valore cresce solo con il tempo, ha detto Zarnetske.

"Non è appariscente, ma sono dati potenti, " ha detto. "Questi dati venivano raccolti molto prima che conoscessimo computer e metodi abbastanza potenti per analizzarli tutti. È un altro esempio di come le raccolte di dati a lungo termine siano fondamentali per le scoperte e meritevoli di continui finanziamenti".

E tali enormi set di dati giocano nei punti di forza di MSU, Ha aggiunto.

"Tra i punti di forza di MSU ci sono la ricerca ad alta intensità di dati, ecologia dei macrosistemi e ricerca interdisciplinare, " ha detto Zarnetske. "Il nostro team ha sfruttato questo set di dati pubblicamente disponibile in un modo nuovo per perfezionare molte teorie di vecchia data che consentono una migliore gestione dei bilanci del carbonio, zone umide e altri problemi di qualità dell'acqua".