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    Come un termitaio filtra il metano e cosa significa per i gas serra

    Le termiti hanno batteri nelle loro viscere che distruggono il materiale vegetale. Credito:Shutterstock

    Le mucche lo fanno, le pecore lo fanno, anche i cervi che digeriscono lo fanno.

    E lo fanno anche le termiti. Sì, termiti scoreggia.

    Proprio come i bovini e altri ruminanti (cioè, un animale che tira su il cibo dal suo stomaco e lo mastica di nuovo), le termiti hanno batteri nelle loro viscere che scompongono il materiale vegetale. E proprio come il bestiame e gli altri ruminanti, uno dei sottoprodotti di questa degradazione è il metano.

    Il metano è un gas serra circa 30 volte più potente dell'anidride carbonica, e l'aumento delle emissioni industriali e agricole è uno dei principali responsabili del riscaldamento globale.

    Globalmente, si stima che le termiti siano responsabili di circa l'1-3 per cento di tutte le emissioni di metano. Può sembrare piccolo, ma questo è fino a 20 milioni di tonnellate di metano ogni anno che escono dalle estremità posteriori di questi umili insetti.

    Però, a differenza di noi umani, le termiti hanno un sistema di filtri integrato nelle loro abitazioni per rimuovere questo gas serra prima che venga emesso nell'atmosfera più ampia.

    Un team di ricercatori guidato dal Dr. Philipp Nauer della School of Ecosystem and Forest Sciences dell'Università di Melbourne ha sviluppato nuove tecniche per comprendere tutti i livelli del ciclo del metano nei termitai nel nord tropicale dell'Australia.

    Nello studio, pubblicato in PNAS , hanno scoperto che circa la metà di tutto il metano emesso dalle termiti viene scomposto dai batteri all'interno dei termitai e del suolo sottostante prima che entri nell'atmosfera.

    Questa è una buona notizia per il pianeta, e ha anche molto senso dal punto di vista biologico.

    Questo perché il metano è una fonte di energia, dice il professor Stefan Arndt, anche dall'Università di Melbourne, che è stato coautore dello studio, insieme alla professoressa Lindsay Huntley della Charles Darwin University.

    Circa la metà di tutto il metano emesso dalle termiti viene scomposto dai batteri all'interno dei termitai. Credito:Shutterstock

    Un gruppo di batteri chiamati metanotrofi vive nel suolo e consuma metano come fonte primaria di energia.

    "Sono nel terreno del tuo giardino, nel suolo della tua città, nella foresta, sono anche in terreni agricoli, "dice il professor Arndt.

    "La logica ti direbbe che dovrebbero esserci questi batteri metanotrofi anche nei termitai, perché sono ovunque».

    È difficile misurare con precisione quanto metano viene prodotto da un termitaio, e il Dr. Nauer ei suoi colleghi hanno dovuto sviluppare alcune tecniche innovative per fiutarlo.

    "La sfida è avere tutti e tre i processi nel ciclo del metano:produzione, trasporto e consumo – nello stesso tempo e luogo, " dice il dottor Nauer.

    "Nei suoli con una fonte di metano, per esempio risaie, hai spesso zone separate dove hai produzione di metano o consumo di metano, con trasporto tra di loro, ma nei termitai è molto più complesso. Non sai dove sono le termiti, quindi non sai dove si trova la produzione.

    "L'altra sfida è la struttura del tumulo stesso. Non è una struttura uniforme, ha reti complesse di camere e canali e porosità diverse a seconda di dove si guarda sul tumulo."

    I tre processi (produzione, consumi e trasporti) sono fondamentali per comprendere le dinamiche del ciclo del metano delle termiti, e il loro contributo ai gas serra atmosferici.

    La struttura del tumulo è una sfida, perché ha complesse reti di camere e canali. Credito:fornito

    "Mettendo una camera sopra il tumulo possiamo misurare il trasporto netto di metano nell'atmosfera con relativa facilità, " dice il dottor Nauer.

    Misurare la produzione e il consumo di metano nel tumulo è più complicato. Per i suoi calcoli, Il dottor Nauer aveva bisogno di conoscere il volume totale di gas nel tumulo.

    "Quando ho iniziato questo progetto, non esisteva un metodo adeguato per misurare anche il volume esterno di un tumulo, " lui dice.

    "Abbiamo sviluppato un record fotogrammetrico, dove abbiamo scattato foto da molte angolazioni diverse e poi abbiamo calcolato la struttura 3D con un software:questo può misurare il volume del tumulo in modo molto preciso".

    Per vedere dentro i tumuli, Il dottor Nauer aveva bisogno di farsi un amico nella comunità medica locale.

    "La chiave era ottenere un metodo di riferimento per il volume interno del tumulo, la frazione di camere rispetto al materiale solido, quindi volevamo fare le scansioni TC dei tumuli, " lui dice.

    "Quando ho iniziato a telefonare a Darwin per centri di imaging medico, Ho pensato che avrebbero detto di no, oppure c'era una lista d'attesa di diversi mesi.

    "Invece c'era questo tecnico di radiologia, il primo che ho chiamato, che ha appena detto, 'Oh bello, termitai. Ho sempre voluto farlo. Portateli dentro'."

    I ricercatori scientifici hanno lavorato con un centro di imaging medico per ottenere una TAC. Credito:Università di Melbourne

    Per calcolare quanto metano veniva consumato dai batteri nel tumulo, i ricercatori hanno iniettato lentamente una quantità nota di metano nel tumulo, insieme a un "gas tracciante" inerte, argon, e poi l'ha risucchiato di nuovo.

    La differenza tra i due gas mostra quanto metano è stato consumato.

    Su 29 cumuli formati da tre diverse specie di termiti, la squadra ha trovato, in media, metà di tutto il metano è stato consumato dai metanotrofi prima che entrasse nell'atmosfera.

    "Some mounds were actually consuming methane from the atmosphere, and some mounds were massive sources, but throughout this whole scale, the percent of the methane that gets consumed is very stable, " says Dr. Nauer.

    "The range was 20 to 80 per cent, but most mounds have an oxidation fraction of around 40 to 60 percent, so we think this 50 percent is something that is inherently built in, because the system sort of buffers itself. If you have more production, you get more consumption."

    Così, what does this mean for global methane levels?

    "The challenge there is upscaling, " says Dr. Nauer.

    "So how do you go from measurements of one mound to the whole world? What people have done is guesstimated the total global biomass of termites and then, by applying an emission factor, they came up with these numbers for the contribution to the global methane budget.

    The team used a CT scan to help develop a 3D structure of the mound. Credito:Università di Melbourne

    "Our research could improve these estimates of the emission factor. They could also improve the biomass estimates."

    By turning the relationship between termites and methane emissions upside down, the team could estimate the number of termites inside a mound from measuring how much methane was emitted.

    Professor Arndt says these methods will help better understand the ecology of these important but poorly understood creatures.

    "Now with the methods that Dr. Nauer has developed and applied to these termite mounds, you get a really good idea about how many termites are actually inside, " lui dice.

    "Così, you can look at seasonality of populations, and this is something that isn't well known. We don't really know that much about the ecology of these species, because they are really good at hiding."

    Come si è scoperto, sniffing out the methane also helped sniffing out the termites.


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