Il permafrost è alla base di quasi l'85% dell'Alaska e di quasi un quarto della massa continentale dell'emisfero settentrionale. Questo suolo perennemente ghiacciato contiene il doppio di carbonio di quello che si trova nell'atmosfera terrestre. Poiché l'Artico si sta riscaldando due volte più velocemente del resto del pianeta, comprendere l'assorbimento e la perdita di carbonio nelle regioni del permafrost è fondamentale per migliorare l'accuratezza dei modelli climatici. Offre anche indizi su come questa regione risponderà e modellerà un futuro mondo più caldo.

Mentre l'atmosfera terrestre si riscalda e provoca lo scongelamento del permafrost, il carbonio che è stato rinchiuso per centinaia o migliaia di anni viene reso disponibile ai microbi. Ma cosa ci fanno i microbi con il carbonio esposto di recente, quanto velocemente si decompone e quanta differenza fa nell'atmosfera?

Per aiutare a rispondere a queste domande, La dottoranda della Northern Arizona University Elaine Pegoraro ha progettato un esperimento per misurare come i microbi rispondono all'aggiunta di carbonio fresco a diverse profondità nel suolo raccolto da un sito sul campo vicino a Healy, dell'Alaska. Essenzialmente, ha fatto aggiunte di glucosio al terreno tre volte nel corso di un anno. I risultati sono stati pubblicati questo mese in Biologia del suolo e biochimica .

"Il glucosio è questa fonte di energia davvero accessibile, " disse Pegoraro, che fa parte del Center for Ecosystem Science and Society (Ecoss). "È come dare ai microbi una scelta tra brownies e un sacchetto di piselli surgelati sul retro del congelatore, " dove i piselli congelati sostituiscono il carbonio che si trova nel permafrost. Quel carbonio si decompone lentamente a causa di fattori biologici, processi fisici e chimici.

"A meno che tu non stia morendo di fame, probabilmente non toccheresti i piselli."

L'aggiunta di glucosio in superficie non ha prodotto una risposta molto sostenuta. Ma a strati più profondi del suolo, dove si trova il permafrost, Pegoraro e il suo team hanno visto un "effetto di innesco:" i microbi hanno respirato il doppio del carbonio del suolo rispetto ai campioni che non hanno ricevuto glucosio. I microbi stavano mangiando i "brownie, " e, nel loro alto livello di zucchero, aveva l'energia necessaria per decomporre il suolo per accedere ai nutrienti, rilasciando più carbonio nell'atmosfera.

Quando Pegoraro ha estrapolato questi risultati sul campo, ha scoperto che questo effetto di innesco rappresentava il 4-12 percento del carbonio rilasciato nell'atmosfera in una stagione di crescita.

"È una quantità considerevole di carbonio, " lei disse.

Mentre l'Artico si riscalda, crescono più piante in questi ecosistemi, facendo la loro parte per rimuovere parte del carbonio dall'atmosfera incorporandolo nella loro biomassa.

Ma i risultati di Pegoraro suggeriscono che le piante possono anche contribuire a una certa perdita di carbonio nel suolo rilasciando glucosio dalle loro radici nel suolo.

"Dobbiamo considerare gli effetti di innesco per comprendere appieno la dinamica del carbonio del permafrost, " ha detto. "Altrimenti potremmo sottovalutare la quantità di carbonio che si sta perdendo nell'atmosfera".