Fig. 1. I dati sono mostrati solo dalla primavera. A mostra la concentrazione di polvere e la percentuale di SP nella parte superiore e le concentrazioni di TP e SP nella parte inferiore. Le barre di errore per le misurazioni P mostrano una SD. B mostra la correlazione tra polvere e TP (Top), polvere e SP (al centro), e percentuale di P solubile e polvere (in basso). C mostra i grafici di frequenza HYSPLIT delle traiettorie di ritorno della massa d'aria a 1, 000 m iniziati ogni 6 h dal 1 febbraio al 31 marzo, 2016. Credito: PNAS 2019. DOI 10.1073/pnas.1906091116
Un nuovo studio rivela che il fosforo solubile che fertilizza l'Amazzonia, così come l'Atlantico tropicale e gli oceani meridionali, si deposita attraverso il fumo degli incendi di biomassa in Africa.
La Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science dell'Università di Miami (UM) ha condotto uno studio che ha scoperto che i nutrienti negli aerosol trasportati dal continente africano dal vento stanno depositando fino alla metà del fosforo necessario per mantenere fertile il bacino amazzonico, che a sua volta fornisce la vigorosa biodiversità e la produttività per sequestrare quantità significative di anidride carbonica atmosferica. Inoltre, questi aerosol fertilizzano gli oceani Tropicali Atlantico e Meridionale (TAO), sostenere il fitoplancton che è alla base dell'ecosistema marino.
Precedenti studi avevano rivelato molto tempo fa che la polvere trasportata dal Sahara e da altre regioni desertiche dell'Africa forniva nutrienti densi al Sud America. L'autore senior dello studio Cassandra Gaston, un assistente professore presso il Dipartimento di Scienze dell'atmosfera presso la Rosenstiel School di UM, riassume bene:"Si presumeva che la polvere del Sahara fosse il principale fertilizzante per il bacino amazzonico e l'Oceano Atlantico tropicale fornendo fosforo a entrambi questi ecosistemi. I nostri risultati rivelano che le emissioni di combustione della biomassa trasportate dall'Africa sono potenzialmente una fonte più importante di fosforo a questi ecosistemi rispetto alla polvere".
È una scoperta impressionante, e ci sono voluti un lavoro considerevole e un accurato monitoraggio per arrivarci. Il team ha misurato la polvere trasportata dal vento, fosforo (P) e P solubile da un sito costiero al confine nord-orientale dell'Amazzonia. Inoltre, i venti provenienti dal continente africano sono stati monitorati utilizzando dati satellitari. Come succede, il vento polveroso non è fortemente fortificato con fosforo solubile, ma fornisce invece alle regioni la maggior parte della loro bassa solubilità (circa il 5 percento) P attraverso la primavera boreale (da febbraio ad aprile).
In autunno boreale (da settembre a novembre), quando i depositi di polvere sono inferiori, il team di ricerca ha registrato livelli inaspettatamente elevati di P solubile, che hanno scoperto ha origine negli incendi di biomassa nell'Africa meridionale. L'identificazione della fonte della P solubile delle regioni dell'Amazzonia e dell'AT è stata sottoposta a un controllo incrociato attraverso molteplici mezzi:in primo luogo, attraverso immagini satellitari che mostravano aerosol provenienti dall'Africa nei giorni di misurazione del P ad alta solubilità. Ancora, la colorazione dei campioni in quei giorni era solitamente grigia, o più grigio che in altri periodi dell'anno, indicando la presenza di materiale bruciato. Terzo, L'analisi della traiettoria posteriore della massa d'aria (BT) ha mostrato che tutti gli aerosol ad alto contenuto di P solubili hanno origine da masse d'aria che erano passate sopra il Sahara e il Sahel dove è attiva la combustione della biomassa, fornendo prove che questa combustione ha contribuito ai livelli più elevati di solubile P.
Fig. 2. I dati sono mostrati solo per l'autunno. A mostra la concentrazione di polvere e la percentuale di SP nella parte superiore e le concentrazioni di TP e SP nella parte inferiore. Le barre di errore per le misurazioni P mostrano una SD. B mostra la correlazione tra TP e polvere (In alto), polvere e SP (al centro), e percentuale di P solubile e polvere (in basso). C mostra i grafici di frequenza HYSPLIT delle traiettorie di ritorno della massa d'aria a 1, 000 m iniziati ogni 6 h dal 1 settembre al 31 ottobre, 2016. Credito: PNAS 2019. DOI 10.1073/pnas.1906091116
Le emissioni da combustione di biomassa sono state a lungo considerate principalmente distruttive in termini di qualità dell'aria, ma sono anche noti per contribuire alla nuova crescita di praterie e aree boschive (in particolare quelle con alcune varietà di pini, che hanno astucci che si aprono solo dopo l'esposizione a temperature estreme). Questo studio, però, ha rivelato un beneficio sconosciuto di grandi incendi, e spiega come una regione come il bacino amazzonico, dove le abbondanti piogge tutto l'anno lasciano il suolo povero di nutrienti, può rimanere così densamente fertile e produttivo. Aiuta inoltre i ricercatori a identificare un'importante fonte di nutrienti per gli ecosistemi marini della regione, che dipendono dal fitoplancton marino.
L'autore principale dello studio, Studentessa laureata alla UM Rosenstiel School Anne Barkley, ammette che i risultati dello studio sono sorprendenti:"Con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che il fosforo associato al fumo proveniente dall'Africa meridionale può essere soffiato fino all'Amazzonia e, potenzialmente, oltre l'Oceano Meridionale, dove può avere un impatto sulla produttività primaria e sul consumo di anidride carbonica in entrambi gli ecosistemi".
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