Frode Stordal e Ane Vollsnes stanno studiando come le piante vengono danneggiate dall'ozono. Questo viene fatto nel phytotron, una struttura avanzata dove è possibile testare cosa succede alle piante in diverse condizioni climatiche. Attestazione:Yngve Vogt
È generalmente noto che l'inquinamento ha danneggiato lo strato di ozono intorno alla Terra. Lo strato di ozono è importante per proteggere la vita dai dannosi raggi UV del sole. Però, meno noto è il fatto che l'inquinamento porta a un eccesso di ozono a livello del suolo.
"Troppo ozono a livello del suolo non va bene. Può danneggiare la vegetazione sulla Terra. La concentrazione di ozono a livello del suolo è più che raddoppiata in 150 anni, " afferma il professor Frode Stordal del Dipartimento di geoscienze dell'UIO.
Le conseguenze sono allarmanti. Già nel 2010, ricercatori internazionali hanno determinato che l'ozono a livello del suolo ha ridotto la produzione di grano dal sette al dodici percento, semi di soia dal sei al sedici percento, riso dal tre al quattro per cento, e mais dal tre al cinque percento. Nel 2004, i ricercatori dell'Università di Göteborg hanno pubblicato un articolo in cui affermavano che l'inquinamento da ozono riduceva i raccolti di patate fino al venti percento. In un articolo scientifico nel 2018, Ricercatori svedesi e altri europei hanno determinato che l'ozono a livello del suolo distrugge quasi il dieci percento della produzione di grano nell'emisfero settentrionale.
Ora gli scienziati temono che lo strato di ozono lungo il suolo possa fare ancora più danni nelle regioni artiche. I fisiologi vegetali e i fisici dell'atmosfera dell'Università di Oslo hanno quindi unito le forze per ricercare questo aspetto.
Più ozono con i gas di scarico
Per comprendere la loro ricerca, dobbiamo guardare brevemente perché l'ozono è aumentato a livello del suolo e perché danneggia la vegetazione.
L'ozono è costituito da atomi di ossigeno, proprio come l'ossigeno che respiriamo. Mentre le molecole di ossigeno vivificanti nell'aria sono costituite da due atomi di ossigeno (O 2 ), l'ozono è formato da tre atomi di ossigeno (O 3 ). La differenza può sembrare piccola, ma fa una differenza drammatica. L'ozono è l'inquinante atmosferico che può fare più danni agli organismi viventi.
L'ozono si forma indirettamente come risultato del nostro stile di vita moderno. I colpevoli sono forni a combustione e motori a combustione interna. Il più noto, esempi quotidiani sono i gas di scarico delle automobili, navi e aerei. Quando la combustione avviene ad alte temperature, i due componenti principali dell'aria, vale a dire ossigeno e azoto, reagire tra loro. Si formano i cosiddetti gas NOx. Questi sono i gas ossido nitrico (NO) e biossido di azoto (NO 2 ). I gas NOx sono catalizzatori. I catalizzatori accelerano le reazioni chimiche. I gas NOX hanno la sfortunata proprietà di aiutare il monossido di carbonio (CO), metano (CH 4 ) e composti organici volatili (COV) per produrre ozono. Questo si verifica solo durante il giorno. La spiegazione di ciò è che la reazione chimica deve anche ricevere una mano dalla radiazione solare UV.
La concentrazione di ozono è massima durante il giorno. Durante la notte, cade. La ragione di ciò è che l'ozono può formarsi solo alla luce del giorno e si rompe quando colpisce piante e altre cose. Quando il sole sorge, la concentrazione è al minimo. Il livello poi aumenta di nuovo nel corso della giornata.
I gas NOX si possono formare anche in modi completamente naturali. Il fulmine ne è un esempio, ma è l'inquinamento prodotto dall'uomo la causa del tremendo aumento dell'ozono a livello del suolo.
"Lo strato di ozono a livello del suolo è un problema che si è insinuato su di noi, "dice Frode Stordal.
In che modo l'ozono danneggia le piante?
Ci si potrebbe chiedere in che modo l'ozono danneggia le piante. Proprio come noi umani, lascia respirare anche Questo accade come parte del noto processo di fotosintesi. Grazie alla clorofilla, le piante possono convertire la luce solare, anidride carbonica (CO 2 ) e acqua (H 2 O) in glucosio (C 6 h 12 oh 6 ) e ossigeno (O 2 ). Il glucosio è l'energia di cui le piante hanno bisogno per sopravvivere. L'ossigeno è il materiale di scarto.
Questo trifoglio è stato sottoposto all'ozono per appena tre periodi di sei ore. Questo è stato sufficiente per ottenere punti visibili. Questi punti sono tessuto morto. Attestazione:Yngve Vogt
Per ricevere anidride carbonica e contemporaneamente emettere ossigeno e vapore acqueo, le foglie hanno piccoli pori, che sono chiamati stomi. Il danno si verifica quando l'ozono penetra attraverso questi pori.
Le piante hanno un mezzo elegante per difendersi dal rischio ozono. L'arma di difesa sono gli antiossidanti. Neutralizzano l'ozono.
"Il livello di difesa varia da pianta a pianta. Se la pianta ha molti antiossidanti, l'ozono non ha bisogno di fare tanti danni. Sebbene l'ozono non penetri nelle cellule stesse, provoca danni tra le cellule. Sfortunatamente, l'ozono reagisce molto facilmente con altri elementi. Si formano nuovi composti chimici che penetrano ulteriormente nella cellula e la danneggiano dall'interno, " spiega la ricercatrice Ane Vollsnes del Dipartimento di Bioscienze dell'Università di Oslo.
Potrebbe essere peggio nell'Artico
E ora stiamo arrivando al punto principale. All'equatore, le giornate sono lunghe 12 ore. Nelle regioni settentrionali, può essere leggero tutto il giorno.
"Il tempo in cui l'ozono ha l'opportunità di penetrare nelle piante, così, dura molto più a lungo in
le regioni artiche che più a sud. Sebbene la concentrazione di ozono sia maggiore intorno al Mediterraneo che in Norvegia, le piante in Norvegia potrebbero essere ancora più vulnerabili. Le piante potrebbero non essere in grado di riprendersi fino al giorno successivo. Dobbiamo indagare se i pori nelle piante sono aperti per gran parte della giornata nelle aree settentrionali. Però, è anche ipotizzabile che le piante abbiano un ritmo circadiano, nonostante la mancanza di notti. Non ne sappiamo abbastanza. Questo deve essere studiato ulteriormente, "dice Ane Vollsnes.
Vollsnes ha condotto esperimenti con un tipo di trifoglio che era più danneggiato dall'ozono quando le notti erano luminose. Il trifoglio ha subito danni visibili. Le foglie erano piene di punti. Questi punti sono tessuto morto.
Danneggia le piante di proposito
I test si svolgono nel phytotron nel seminterrato dell'edificio biologico a Blindern.
Il phytotron è una struttura avanzata in cui gli scienziati possono coltivare piante e testare cosa accade loro in diverse condizioni climatiche. Nella maggior parte delle sedici camere di crescita del fitotrone, i ricercatori sono in grado di controllare la temperatura, precipitazione, quantità di luce e la durata della notte e del giorno. Per verificare come le piante rispondono all'ozono, i ricercatori sono in grado di avere climi identici in tutte le camere, variando la quantità di ozono. Tali esperimenti non possono essere condotti nelle serre. Quando l'esperimento è condotto, è quindi in balia del tempo.
"Nel fitotrone, possiamo manipolare un singolo fattore alla volta per vedere l'effetto che ha.
Questa è la prima volta che qualcuno ha studiato come la lunghezza del giorno influisce sull'inquinamento da ozono delle piante del nord.
Questo trifoglio non è stato sottoposto a ulteriore inquinamento da ozono. Qui le foglie sono del tutto normali. Attestazione:Yngve Vogt
Sfortunatamente, c'è il pericolo che la quantità di ozono aumenti in Norvegia e nelle regioni artiche. Ciò è dovuto alla produzione di petrolio nel Mare di Barents e al previsto aumento del traffico marittimo verso l'Asia lungo la costa norvegese e la Siberia quando il ghiaccio si ritira.
Testare le piante coltivate
Ane Vollsnes sottolinea che l'effetto dell'ozono sull'agricoltura in Norvegia, come la produzione di frumento e avena, non è stato studiato. Al primo turno, studieranno come diversi tipi di trifogli e fleolo, utilizzati come mangime per mucche e pecore, sono danneggiati dall'inquinamento da ozono. Possono già determinare che il trifoglio e il fleolo sono vulnerabili all'ozono:la domanda è quanto siano vulnerabili.
"Stiamo parlando di grandi possibili, ma perdite nascoste, "dice Ane Vollsnes.
Il suo obiettivo è trovare quelli che possono resistere al meglio all'inquinamento da ozono. Eccola qui
cooperazione con il Consiglio agricolo del Finnmark. L'idea è di comunicare i risultati agli agricoltori del nord.
Più ozono dall'Asia
I risultati del fitotrone verranno utilizzati anche in un modello climatico per descrivere più precisamente la relazione tra ozono e cambiamento climatico.
Sebbene l'Europa e gli Stati Uniti siano migliorati nel ridurre le emissioni dei forni a combustione e dei motori a combustione interna, la situazione è peggiore in Asia. Là, l'inquinamento da ozono continua ad aumentare.
"Qui è dove la crescita della popolazione è maggiore e il tenore di vita sta aumentando di più. Questo sta accadendo mentre aumenta la necessità di cibo. Questa è una combinazione sfortunata. Più ozono influenzerà la produzione alimentare, " afferma Ane Vollsnes.
In India e Cina, l'ozono ha già dimostrato di ridurre la produzione sia di riso che di soia.
Sfortunatamente, all'aria non interessano i confini. L'ozono è mosso dai forti venti occidentali intorno all'emisfero settentrionale, che si spostano prima verso gli Stati Uniti e poi verso l'Europa.
"La domanda è se raggiungeremo un livello di soglia o se peggiorerà drasticamente, "Conclude Frode Stordal.
