Laghi e stagni sono l'ultimo luogo di riposo per molte delle piante della Terra. I fiumi raccolgono gran parte della materia organica morta del pianeta, trasportandolo a riposare in acque più calme.

Ma su scala microscopica, i laghi sono tutt'altro che calmi. Una metropoli invisibile di microbi si nutre di questi tronchi e di queste foglie, producendo gas serra come sottoprodotto.

Di conseguenza, i laghi possono essere responsabili fino a un quarto del carbonio nell'atmosfera, e in aumento. Nuova ricerca condotta con i miei colleghi a Cambridge, Germania e Canada suggeriscono che le emissioni dei laghi d'acqua dolce potrebbero raddoppiare nei prossimi decenni a causa dei cambiamenti climatici.

Tutta la vita conosciuta sulla Terra è fatta di carbonio. Quando piante e animali giungono alla fine della loro vita, microrganismi come batteri e funghi vengono a banchettare. Si nutrono dei resti a base di carbonio di altri organismi e dei loro prodotti di scarto, noti collettivamente come materia organica.

Come sottoprodotto di questa festa infinita, i microbi rilasciano nell'ambiente gas come anidride carbonica e metano. Mentre ogni singolo microbo rilascia una minuscola quantità di gas, sono gli organismi più abbondanti sulla Terra, quindi si somma. L'energia della luce solare può anche rompere i legami chimici tra le molecole di materia organica, rilasciando molecole più piccole, come l'anidride carbonica, nell'ambiente.

Parte di questo degrado si verifica sul suolo della foresta. Ma gran parte della materia organica che cade a terra finisce nell'acqua. venti, pioggia e neve lo trasportano nei laghi, o più spesso nei fiumi che li alimentano.

La quantità di gas serra rilasciati dai laghi da microbi e luce solare è enorme. Le stime iniziali erano circa il 9% del carbonio netto rilasciato dalla superficie terrestre nell'atmosfera, cioè la quantità rilasciata al di sopra dei processi di immagazzinamento del carbonio della Terra.

Ma, grazie a misurazioni migliorate, una recente ricerca ha rivisto la cifra fino al 25%. Questi numeri sono sostanziali dato che i laghi comprendono solo circa il 4% della superficie terrestre globale.

Negli anni a venire, i laghi riceveranno sempre più materia organica da digerire per i microbi. Un clima più caldo porterà una maggiore copertura forestale intorno ai laghi e una maggiore proporzione di latifoglie, come aceri e querce, rispetto agli alberi dalle foglie aghiformi, come i pini.

Il carbonio in mille forme

Per capire come i cambiamenti alle foreste altereranno il ruolo che i laghi giocano nel ciclo del carbonio, abbiamo eseguito un esperimento in due laghi canadesi.

Abbiamo riempito contenitori di plastica con pietre, sabbia, argilla e diverse quantità e tipi di materia organica provenienti da foreste vicine. Questo aveva lo scopo di imitare il cambiamento nella copertura forestale e nella composizione previsto dal cambiamento climatico.

Abbiamo quindi immerso i contenitori in acque lacustri poco profonde dove è più probabile che si accumuli materia organica e li abbiamo monitorati per tre anni.

Utilizzando nuove tecniche per analizzare la chimica del carbonio dell'acqua, abbiamo scoperto che quei contenitori che simulavano un livello di crescita forestale previsto nei prossimi decenni portavano da 1,5 a 2,7 volte più gas serra nell'acqua rispetto alle condizioni che simulano le condizioni forestali odierne.

L'invisibile diversità dei composti organici nell'acqua è stato il fattore più importante che ha causato questo aumento, persino più importante della diversità dei microbi e della quantità complessiva di materia organica.

La probabile spiegazione di questo risultato è che gli stessi microbi possono nutrirsi di molti tipi diversi di molecole. Quindi, all'aumentare del numero di composti a base di carbonio nell'acqua, ci sono più modi per i microbi di nutrirsi e rilasciare gas serra.

Il solo aumento della diversità della materia organica è stato sufficiente per aumentare le concentrazioni di gas serra di circa il 50%. Ma la dimensione di questo effetto è quasi raddoppiata in contenitori con acque sovrastanti più scure, uno scenario previsto nella maggior parte dei laghi poiché il cambiamento climatico porta una maggiore copertura arborea.

Tracciare accuratamente come il carbonio compie il suo viaggio dalla terra all'atmosfera è fondamentale per prevedere il ritmo del cambiamento climatico e mitigarne gli effetti. Comprendendo meglio come la vegetazione intorno ai laghi controlla le concentrazioni di gas serra nelle acque, la nostra ricerca può informare se cambiare il modo in cui gestiamo la terra vicino ai laghi potrebbe aiutare a ridurre le emissioni di carbonio.

Per esempio, potremmo voler piantare meno piante acquatiche come le tife nelle zone lacustri, perché producono concentrazioni molto più elevate di gas serra rispetto alla materia organica proveniente dalle foreste.

Resta anche da lavorare per comprendere appieno il ruolo dei laghi nel ciclo del carbonio. Non tutta la materia organica che raggiunge i laghi viene digerita dai microbi. Alcuni affondano nel fondo del lago per formare sedimenti fangosi, bloccando il carbonio. La quantità di sedimenti formati aumenterà anche con il cambiamento climatico, ma non sappiamo ancora di quanto, e quindi fino a che punto questo aumento del carbonio immagazzinato compenserà le maggiori emissioni di gas serra dai laghi.

Rispondere a questa domanda sarà fondamentale per migliorare l'accuratezza dei conti del carbonio e valutare quanto tempo l'umanità ha per bilanciarli.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.