Gli incendi lasciano ampie distese di terra annerita quando radono al suolo un paesaggio. Quel materiale carbonizzato contiene una serie di molecole che potrebbero continuare a rilasciare anidride carbonica nell'atmosfera giorni e settimane dopo che l'incendio si è spento, secondo nuove ricerche.

Un nuovo studio presentato al Fall Meeting di AGU a San Francisco mostra che la lettiera bruciata e altri biomateriali possono lisciviare queste molecole, chiamate carbonio pirogenico, nell'acqua dolce dove reagiscono con la luce solare. Ciò significa che il carbonio pirogenico nei nostri corsi d'acqua potrebbe degradarsi in anidride carbonica più velocemente di quanto suggerito in precedenza, fornendo una fonte inaspettata di questo gas serra nell'atmosfera, secondo i ricercatori.

Gli scienziati in precedenza pensavano che il carbonio pirogenico non reagisse con la luce solare, ma le nuove scoperte respingono l'idea che questo materiale sia inerte, ha detto Jessica Egan, un idrologo e studente laureato presso l'Università del Colorado Boulder che ha presentato la ricerca.

Quasi l'80% dell'acqua dolce negli Stati Uniti proviene da ambienti boschivi a rischio di incendi boschivi, secondo il Servizio Geologico degli Stati Uniti. Ciò facilita i detriti bruciati, e il carbonio che contiene, per infiltrarsi nei bacini idrografici di tutto il paese.

Il "tipico, vista della vecchia scuola" è che le temperature negli incendi bruciano abbastanza da rendere non reattive le molecole a base di carbonio in questo char, Ha spiegato Egan. "Non so se questa è una valutazione del tutto giusta, " ha detto. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le precedenti ricerche sulla degradazione del carbonio pirogenico si sono concentrate sul carbone lasciato nel suolo, non nell'acqua, che può durare per millenni.

Nel nuovo studio, Egan voleva sapere cosa stava succedendo al carbonio pirogenico dagli incendi che si sono riversati nei bacini idrografici negli Stati Uniti. Quindi lei e il suo team hanno deciso di capire se il carbonio pirogenico disciolto nell'acqua potesse continuare a reagire.

Fare quello, Egan è andata al Great Smoky Mountains National Park in Tennessee dove ha raccolto foglie e terriccio che ha poi bruciato in laboratorio a temperature comprese tra 200 e 700 gradi Celsius (400 e 1300 gradi Fahrenheit) per replicare il calore degli incendi. Quella procedura ha prodotto uno spettro di molecole di carbonio pirogene da analizzare dal team.

Egan ha estratto il carbonio pirogenico solubile in acqua dai materiali bruciati e li ha dissolti in acqua. Ha lasciato le bottiglie delle soluzioni disciolte alla luce del sole e al buio per 25 giorni, per vedere se le molecole si rompono quando esposte alla luce. Ha prelevato campioni a intervalli di tempo regolari durante il processo per monitorare i segni che le molecole erano cambiate.

I risultati hanno mostrato che il carbonio pirogenico si stava decomponendo in risposta all'esposizione alla luce solare. I ricercatori hanno visto un aumento della concentrazione di perossido di idrogeno nei campioni esposti alla luce, ma nessun cambiamento del genere per i campioni scuri. Il perossido di idrogeno è un sottoprodotto del processo che scompone le molecole a base di carbonio in componenti che assomigliano più al biossido di carbonio.

"La cosa veramente bella e inaspettata è che puoi vedere un cambiamento, " disse Egan. E quel cambiamento è avvenuto in giorni e settimane, non migliaia di anni, come pensavano in precedenza gli scienziati.

Quando i ricercatori hanno esaminato la presenza di tutto il materiale organico nei loro campioni, hanno visto che il segnale associato a labile, le molecole di carbonio pirogeno facilmente decomponibili diminuiscono significativamente dopo l'esposizione alla luce solare, quasi scomparendo alla fine del processo. Ciò suggerisce fortemente che i carboni pirogeni vengono trasformati dalla luce solare, ha detto Egan.

"Quindi ci sono alcune dinamiche interessanti da verificare, " ha detto Egan. "Se stai ottenendo questi enormi rilasci di carbonio da più fonti [negli incendi], e [carboni pirogeni] sono disponibili e chiaramente in grado di essere ossidati ad anidride carbonica, questo diventa un problema più grande per il bilancio del carbonio".

Altri scienziati sono incuriositi dalla ricerca. "[Egan] ha usato un modo abbastanza semplice, ma penso davvero un design intelligente, " disse Cristina Santin, uno scienziato degli incendi boschivi della Swansea University nel Regno Unito che non era coinvolto nello studio. In particolare, Santin è rimasto impressionato dal test del perossido di idrogeno che Egan ha impiegato per rilevare la decomposizione del carbonio pirogenico.

Il team di ricerca continua a studiare esattamente quali molecole sono interessate dalla degradazione della luce in modo che possano capire meglio come i carboni pirogenici partecipano al ciclo del carbonio dopo gli incendi. Infine, vorrebbero espandere il loro progetto per includere regioni al di fuori degli Stati Uniti come l'Artico. Santin ha anche suggerito ai ricercatori di utilizzare campioni provenienti da incendi boschivi gestiti che sarebbero più rappresentativi di condizioni di carbonizzazione realistiche rispetto alla fornace utilizzata da Egan in laboratorio.

Globale, Santin ha affermato che i risultati della squadra si adattano ad altri progressi in campo, tutto ciò suggerisce che gli scienziati devono ripensare al loro concetto di carbonio pirogenico come pozzo di carbonio.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.