Daniel Ruiz-Carrascal si erge su un cumulo di rocce frastagliate che sembrano fuori luogo nel paesaggio altrimenti liscio ed erboso. "Il ghiacciaio era qui a metà del 1500, " spiega. La vetta bianca del Nevado Santa Isabel incombe un miglio più avanti e circa 1, 300 piedi più alto della nostra altezza vertiginosa. È difficile immaginare quel bianco che si estende fino a questa collina rocciosa, seppellire l'intera valle nel ghiaccio.

Ruiz-Carrascal mi ha portato qui nelle Ande colombiane per visitare il páramo, uno degli ecosistemi più singolari sulla Terra e uno dei più minacciati dal cambiamento climatico.

I páramos si trovano solo sulle Ande ad altitudini superiori a 12, 500 piedi. L'aria è così rarefatta che puoi perdere il fiato stando fermi. Il tempo può essere pericolosamente piovoso e nevoso, e ogni giorno la temperatura oscilla da sotto lo zero a circa 60 gradi Fahrenheit. Eppure, nonostante le dure condizioni, i páramos sono l'ecosistema d'alta quota più diversificato del mondo, ospita circa 5 persone, 000 specie—3, 000 dei quali non vivono in nessun altro posto sulla Terra.

Questo ecosistema non è importante solo per piante e animali. In tutte le Ande, i páramos agiscono come una spugna, raccogliere l'acqua dalla nebbia, pioggerella, e lo scioglimento dei ghiacciai delle montagne, conservandolo, e poi rilasciandolo nelle pianure. Si stima che circa 40 milioni di persone, compresi i residenti a Bogotà, Colombia e Quito, Ecuador:dipende dai páramos per l'acqua potabile.

Purtroppo, le Ande tropicali si stanno riscaldando più velocemente che altrove al di fuori del Circolo Polare Artico. I ghiacciai si stanno sciogliendo, meno precipitazioni sta raggiungendo le cime delle montagne, e i páramos si stanno seccando. Le specie sono costrette a migrare ad altitudini sempre più alte per cercare le temperature fredde a cui si sono adattate. Infine, potrebbe non esserci più un posto dove andare.

Ruiz-Carrascal, idroclimatologo e collaboratore presso l'International Research Institute for Climate and Society (IRI) presso l'Earth Institute della Columbia University, sta lavorando per comprendere questi cambiamenti e valutare le strategie di adattamento. Alla guida di una squadra della Escuela de Ingeniería de Antioquia (EIA) a Medellín, ha messo a punto una rete di sensori per misurare i cambiamenti in atto nei páramos e per capire cosa riserva il futuro. Il team è uno dei pochi a fare studi a lungo termine su questo straordinario e importante bioma.

Ruiz-Carrascal è un alunno del programma di master Climate and Society dell'IRI. Ha conseguito il dottorato di ricerca. anche in Scienze della Terra e dell'Ambiente presso la Columbia University, e decide di concentrare la sua ricerca sugli ambienti d'alta quota. Ha camminato su queste montagne per tutta la vita.

Pochissime stazioni meteorologiche sono installate nei páramos:l'altitudine e la lontananza rendono troppo difficile il funzionamento e la manutenzione dell'attrezzatura. Di conseguenza, c'è stata una grande lacuna nella comprensione da parte degli scienziati di ciò che sta accadendo nelle alte quote delle Ande. Ecco perché il team di Ruiz-Carrascal ha installato 23 sensori nei páramos della regione colombiana di Los Nevados. I sensori tracciano la temperatura, umidità relativa, e punto di rugiada ogni ora ad altitudini fino a 16, 000 piedi.

Ogni paio di mesi, la squadra va nei páramos per raccogliere i dati dai loro sensori, e prendere altre misure. "Stiamo portando la scienza al limite, " Ruiz-Carrascal mi dice nel suo ufficio all'EIA, dove è professore associato, prima di partire per il lungo e accidentato giro in montagna.

Fuori Circolazione

Le mattine portano cieli sereni nei páramos, mentre le valli sottostanti nuotano in un mare di nuvole, spinto verso il basso dalle temperature rigide. Mentre la giornata si scalda, quelle nuvole di solito si alzano, portando nebbia e pioggerellina nei páramos. Questo flusso di umidità verso l'alto è come l'afflusso di sangue del páramo.

Ma il team di Ruiz-Carrascal sta trovando prove che i modelli di circolazione che forniscono questa umidità stanno cambiando, provocando il riscaldamento e l'asciugatura delle catene superiori delle Ande tropicali molto rapidamente. Secondo i sensori del team, i páramos si stanno riscaldando circa 1,6 volte più velocemente delle pianure circostanti. Questa rapida trasformazione sembra essere guidata da un insolito riscaldamento nell'alta troposfera della regione.

In circostanze normali, mentre una chiazza d'aria nelle pianure si riscalda, diventa meno denso e galleggia verso l'alto. La particella d'aria continuerà a salire finché rimane più calda dell'aria circostante. Infine, si raffredda e rilascia acqua in alta quota.

Però, il team pensa che in futuro, quelle macchie d'aria non saranno in grado di salire così in alto come al solito, tranne durante eventi molto insoliti, e i páramos riceveranno meno acqua.

"C'è un grande buco nei modelli climatici, " Ruiz-Carrascal dice, perché non tengono pienamente conto dei cambiamenti che avvengono nell'atmosfera sopra le Ande tropicali. I dati della sua rete di sensori stanno aiutando a riempire quel buco. Poiché i páramos colpiscono la troposfera superiore, il monitoraggio della temperatura e dell'umidità sul terreno monitora contemporaneamente i cambiamenti atmosferici. Essenzialmente, dice Ruiz-Carrascal, i páramos sono "un luogo dove puoi toccare le dinamiche atmosferiche superiori".

Sfogliando il passato

Se il páramos colombiano avesse un figlio manifesto, sarebbe Espeletia. Queste piante sono soprannominate frailejones, grandi frati, grazie alle loro altezze talvolta imponenti e agli spessi steli marroni, che teoricamente potrebbe essere scambiato per abiti monastici in una giornata nebbiosa. Espeletia sono unici per i páramos. E poiché i loro steli assorbono l'umidità dalla nebbia e la convogliano nel terreno, svolgono un ruolo importante nella regolazione dell'approvvigionamento idrico di páramo.

Facendo del suo meglio per disegnare su un taccuino mentre il nostro veicolo a trazione integrale rimbalza lungo una strada sterrata, L'ingegnere ambientale EIA Enrique Ángel-Sanint mi spiega perché Espeletia gioca un ruolo importante anche nella ricerca del team. Invece di abiti marroni, i loro steli sono ammantati di foglie morte che non cadono mai. E poiché ogni individuo può vivere per un secolo o più, quei fogli potrebbero fornire una ricca biblioteca del clima passato dei páramos, se il team riesce a capire come leggerli.

Il primo passo è imparare come cresce Espeletia. Per questo, Ángel-Sanint utilizza un "kit da cucito" di plastica pieno di spilli, governanti, e goniometri per misurare il tasso di crescita della pianta durante la sua vita.

"Una volta che hai questo, puoi vedere l'altezza di un individuo e dedurne l'età, " spiega. Poi, perché le foglie crescono in un modo molto prevedibile:i suoi disegni sbarazzini le mostrano che spuntano dalla corona, fresco e alto, poi appiattendosi verso il basso e morendo man mano che la pianta cresce, sarà in grado di dare un'età specifica a ciascuna foglia. Correlando caratteristiche come la dimensione e la densità dei pori microscopici della foglia, chiamati stomi, Ángel-Sanint spera che ogni foglia fornisca una registrazione dei livelli di umidità appena prima di nascere, se fosse un anno fa o 130.

Il modello climatico di El Niño, guidato dalle temperature oceaniche e atmosferiche nel Pacifico, aggrava drammaticamente il riscaldamento e l'essiccazione nei páramos. Nel passato, dopo questi periodi di siccità, Le foglie di Espeletia avrebbero probabilmente risposto producendo foglie con meno stomi, attraverso il quale potrebbero perdere acqua. Mettendo le foglie di Espeletia al microscopio, il team spera di capire se gli eventi di El Niño stanno diventando più frequenti a causa del cambiamento climatico e cosa potrebbe significare per il futuro dei páramos.

"Le cose saranno un disastro se ci sono eventi di El Niño che aggiungono calore ai livelli superiori della troposfera oltre al riscaldamento a lungo termine, " spiega Ruiz-Carrascal. Studiando il passato, lui dice, aiuta a "proiettare ciò che è probabile che accada in un futuro mondo più caldo".

Crollo totale

Quando Ángel-Sanint visitò Los Nevados 30 anni fa, vide la neve e il ghiaccio ricoprire il vulcano El Cisne. Ora il suo picco sembra marrone e sterile. Qui vicino, il Nevado Santa Isabel potrebbe essere il prossimo. Tra il 2016 e l'inizio del 2018 ha perso il 37 per cento della sua superficie ghiacciata rimanente, compresi circa 11 metri di spessore in alcuni punti.

I ghiacciai della Colombia si stanno lentamente restringendo da migliaia di anni, dalla fine dell'ultima era glaciale. Ma negli ultimi decenni, il tasso di diminuzione è aumentato drammaticamente a causa del cambiamento climatico causato dall'uomo. Dagli anni Cinquanta, I ghiacciai della Colombia sono diminuiti da 113 chilometri quadrati a soli 37 nel 2017. Potrebbero scomparire completamente entro i prossimi 30 anni.

Per capire meglio cosa significa la perdita dei ghiacciai per i páramos e le persone che dipendono da loro, Ruiz-Carrascal e le squadre dell'Università d'Irlanda a Galway e dell'Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín stanno studiando le rocce lasciate dai ghiacciai in ritirata.

Spingendo il piede in un terreno sciolto sul sentiero, Ruiz-Carrascal mostra come il suolo e le rocce si accumulano di fronte a una lingua glaciale mentre cresce e si diffonde durante i periodi freddi. Quindi, mentre il clima si riscalda, il ghiacciaio che si restringe si ritira, lasciandosi alle spalle il tumulo che un tempo gli aveva spinto davanti:una morena.

Raschiando campioni dalle rocce moreniche, i ricercatori possono utilizzare l'elio-3 e il berillio-10 per stimare quando il ghiacciaio ha lasciato ogni impronta. Insieme agli indizi del paesaggio, le squadre stanno ricostruendo la storia glaciale della regione, creazione di un registro dei tempi e dell'estensione dei movimenti glaciali negli ultimi 20-30, 000 anni.

I ghiacciai andini hanno rifluito e rifluito molte volte in quel periodo di tempo, e i páramo crebbero e si rimpicciolirono - e ricrescevano - insieme alle calotte glaciali. Riusciranno a riprendersi dall'assalto ad alta velocità causato dall'uomo che li sta friggendo ora? Per scoprirlo, L'ecologa María Elena Gutiérrez-Lagoueyte dell'Universidad EIA sta studiando la resilienza del páramo.

Una banca aggrovigliata

Prima di intraprendere il sentiero per Nevado Santa Isabel, Ruiz-Carrascal mi dice:"Vedrai specie che sono sicuro non hai visto in vita tua, e non vedrai da nessun'altra parte sulla Terra." Ha ragione, Certo. Ci sono Espeletia alte con le loro corone palmate; il giro, piante da cuscino simili a massi; e "páramo dita" che si dimenano stranamente nel vento.

Gutiérrez-Lagoueyte indica una serie vertiginosa di specie mentre camminiamo. Sta indicizzando le specie di páramo in un catalogo online che contiene finora circa 500 specie. Sta anche studiando come cambia la distribuzione delle specie man mano che i páramos si riscaldano, e cercando di determinare quale specie potrebbe essere più vulnerabile.

Mentre il pianeta si riscalda, molte piante e animali di montagna stanno migrando ad altitudini più elevate. Ma la risposta di ogni specie è diversa. Per monitorare quali piante si stanno adattando sul posto rispetto alla migrazione o all'estinzione, il team ha creato appezzamenti sperimentali su una varietà di altezze. Ogni pochi mesi, controllano all'interno degli appezzamenti per vedere quali piante sono presenti e in che quantità, vigilare sui cambiamenti nel tempo.

Trovare uno di questi grafici sperimentali è sorprendentemente difficile, anche nel paesaggio senza alberi. Lasciamo il sentiero e seguiamo Gutiérrez-Lagoueyte su un percorso tortuoso su per una collina, facendo attenzione a non calpestare le specie più fragili. "È qui intorno da qualche parte..." dice dopo una svolta sbagliata.

Finalmente, attraversiamo alcuni cespugli e inciampiamo nella trama:una grande scatola delineata da una corda sospesa. Dentro c'è una stazione meteorologica, uno dei quattro che il team ha installato, coperto di scatole e fili e sormontato da una banderuola rotante. La tecnologia sembra stridente in questo panorama che altrimenti nasconde i segni dell'interferenza umana.

Oltre a studiare la composizione della pianta, il team sta monitorando la temperatura e l'umidità del suolo, livelli di luce solare in entrata, direzione e velocità del vento, e precipitazioni in questo appezzamento. I cavi neri si estendono dalla base della stazione meteorologica nel terreno per misurare come le piante influenzano l'umidità del suolo e contribuiscono allo stoccaggio e al rilascio dell'acqua. "Stiamo cercando di collegare il modo in cui la vegetazione porta il servizio di regolazione dell'acqua nel parco, " spiega Gutiérrez-Lagoueyte.

Registrazione dell'acqua

I laghi lungo il sentiero per Nevado Santa Isabel erano sacri per gli indigeni locali, un luogo per rendere omaggio agli dei. Il cielo sembra più grande e più vicino qui, e l'acqua è ovunque, splendente nelle paludi dei cuscini, riflettendo il cielo azzurro e le nuvole in piccole pozze, e scorre a valle nei ruscelli.

Il Río Claro è solo un dolce rivolo quassù, abbastanza largo da poterci attraversare. Più giù per la montagna, diventa un vero fiume, zampilli e schizzi. È uno dei tanti corsi d'acqua che trasportano l'umidità immagazzinata nelle paludi e negli stagni di páramo nelle pianure, aiutando a ricaricare le falde acquifere durante i periodi di siccità.

Quanta acqua distribuiscono effettivamente i páramos? E come cambierà questo quando il riscaldamento della troposferica superiore cambia il bilancio idrico? Per scoprirlo, il team sta studiando i bacini idrografici dei fiumi Claro e Otún.

"Tutti dicono che i páramos sono come fabbriche per l'acqua, ma non sappiamo quanto producono, "dice Santiago Ortega-Arango, un ingegnere delle risorse idriche presso l'Universidad EIA. "Se non siamo in grado di quantificarlo, non saremo in grado di gestirlo correttamente".

Ortega-Arango sta lavorando a un modello di spartiacque páramo, che sarebbe il primo del suo genere. Questi bacini idrografici sono "totalmente diversi" dai modelli standard, dice Ortega-Arango, perché per cominciare, c'è la precipitazione orizzontale dei páramos, l'acqua depositata dalla nebbia. Anche le torbiere e il rapido congelamento e scongelamento nelle diverse ore del giorno contribuiscono a rendere strani questi spartiacque.

Prima che possa iniziare a costruire il modello, Ortega-Arango ha bisogno di dati. Quindi il team sta monitorando il flusso di flusso, cambiamenti nello scioglimento del manto nevoso, e quanta acqua è immagazzinata nelle paludi, lagune, e vegetazione. Stanno anche valutando le precipitazioni e i livelli di evapotraspirazione, per cercare cambiamenti nel ciclo dell'acqua.

Una volta finito, il modello di spartiacque open source aiuterà il team a elaborare strategie di adattamento climatico e guidare le decisioni sull'uso dell'acqua nella regione.

Guardando al futuro

Raccogliere i dati dai sensori del team è facile come estrarre il sensore dal suo schermo squadrato contro le radiazioni e collegarlo a un computer come una USB.

Daniel González-Duque, uno studente di master in ingegneria delle risorse idriche presso l'Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín e giovane ricercatore presso EIA, analizza i dati e li fonde con i risultati dei modelli climatici globali, per cercare di ricostruire il passato e capire cosa ha in serbo il futuro per i páramos.

La squadra può già vedere una tendenza al riscaldamento. La temperatura media intorno a un sensore è aumentata da 6 gradi Celsius a 6,2 in soli dieci anni. Non sembra molto, ma è quasi due volte più veloce delle pianure circostanti.

Dieci anni è un periodo di tempo relativamente breve da cui prevedere i cambiamenti a lungo termine, Ruiz-Carrascal mette in guardia. Ma spera di continuare la raccolta di dati per i decenni a venire. Sta facendo crescere la rete di sensori un po' alla volta, e vuole espandersi in altre linee di ricerca, anche, per esempio, prendendo carote di palude per vedere cosa possono rivelare i loro strati di letame sulla storia della vegetazione della regione. Sogna anche di aprire un giorno un osservatorio e un centro visitatori per aiutare a educare il pubblico sul páramo e perché è importante preservarlo.

Il Sistema Nazionale dei Parchi Naturali della Colombia sostiene la ricerca del team concedendo loro i permessi per installare i sensori e accedere ad aree protette che non sono aperte al pubblico. Mario Franco Ortiz, un responsabile tecnico amministrativo con il sistema dei parchi, afferma che la ricerca è importante perché "mentre più processi investigativi producono risultati, avremo una migliore conoscenza di cosa ci prendiamo cura e cosa vogliamo conservare, e dove siamo diretti".

Quello che succede nelle Ande non rimarrà nelle Ande. Ruiz-Carrascal pensa ai páramos come a un precursore del cambiamento climatico, fornendo informazioni su come cambieranno altre parti del mondo man mano che il termostato globale continua a crescere.

Mentre il futuro è scoraggiante, trae speranza dal fatto che il governo colombiano sta cominciando ora a riconoscere pienamente l'importanza del páramo nella fornitura di acqua potabile e per la generazione di energia idroelettrica, e che sta prendendo provvedimenti per proteggere questo tesoro naturale. "Stanno iniziando a girare la testa verso il páramo, " lui dice, "e vedere che abbiamo un magnifico ecosistema che deve essere preservato."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.