Dune di sabbia, come molti ecosistemi, avere più di una zona di comfort. Variazioni di umidità, specialmente, può spostarli da attivi, onde che soffiano di sabbia secca a tumuli ondulati con terreno tenuto fermo da erba e arbusti bassi.

Ma questi cambiamenti non sono sempre lisci e uniformi, e una nuova ricerca sulle dune in Cina descrive come anche le dune vicine possano rimanere a lungo in stati diversi e apparentemente in conflitto, confondendo la valutazione degli sforzi di stabilizzazione e mascherando gli effetti del cambiamento climatico.

Da più di 15 anni, Joe Mason, professore di geografia dell'Università del Wisconsin-Madison e ricercatori della Nanjing University, Cina, hanno lavorato fino ad oggi su strati di sabbia e terreno nei siti dunali in più di 1, 000 chilometri nel nord della Cina. Hanno confrontato i loro risultati con i record di temperatura e precipitazioni. Lavorando con ecologisti che hanno studiato altri ecosistemi delle zone aride, hanno pubblicato oggi sulla rivista la loro analisi di 144 siti di studio Progressi scientifici .

"In ogni sito possiamo ricostruire i tempi in cui le dune erano attive e nude in quella posizione e quando erano stabilizzate dalla vegetazione, " dice Mason. "Possiamo dimostrare che c'era questo tipo di patchwork di sabbia attiva e stabile che risale agli ultimi 12 anni, 000 anni."

All'inizio di quel periodo di tempo, il Mu Us, Otindag, e i campi di dune di Horqin erano quasi uniformemente di sabbia nuda, ma nel corso di circa cinque millenni le precipitazioni annuali della regione sono aumentate di quasi la metà. Verso le 6, 000 anni fa, quasi tutti i campi di dune erano tappezzati, e protetti dall'erosione del vento, da piante.

Negli ultimi 6, 000 anni, le precipitazioni stimate sono tornate a tassi annui simili a quelli di 12, 000 anni fa, e quasi il 35 per cento delle dune è tornato allo stato sabbioso. Ma i cambiamenti sono stati tutt'altro che uniformi.

"C'è un cambiamento nel tempo nella proporzione di attivi, siti sabbiosi, ma non un modello spazialmente all'interno dei campi di dune che possiamo mettere in relazione con il clima, " dice Mason. "Se ci fosse una sola soglia, o solo un graduale passaggio da uno stato all'altro, ci aspetteremmo di vedere l'intero campo di dune spostarsi abbastanza rapidamente da uno stato all'altro e viceversa quando il clima è cambiato. Invece vediamo ogni sito locale fare le sue cose in termini di quando passa da attivo a stabile".

Per cambiare un nudo, duna attiva in una stabilizzata da erba e arbusti richiede più umidità di quanta ne necessiti la duna commutata per mantenere lo stato stabilizzato. Allo stesso modo, ci vuole uno shock secco più acuto per rimuovere la vegetazione e trasformare una duna in sabbia attiva di quanto non sia necessario per impedirle di ricrescere la copertura vegetale.

"Ci sono feedback che tendono a mantenere il sistema in uno stato particolare, "dice Massone, il cui lavoro è stato finanziato dalla National Science Foundation degli Stati Uniti. "Per esempio, un attivo, la duna sabbiosa è un luogo estremamente difficile per un seme da depositare, germinare e diffondersi. E quando la polvere cade dall'aria su una duna stabilizzata dalla vegetazione, rimane intrappolato sotto le piante e aiuta a trattenere più umidità e a mantenere quelle piante in posizione".

In combinazione con quei feedback, fattori locali:differenze nella dimensione dei granelli di sabbia, elevazione sopra la falda freatica, un disturbo umano o venti particolarmente forti:possono essere abbastanza potenti su scala locale da mantenere un gruppo di dune in uno stato stabile mentre tutti i suoi vicini si capovolgono.

"Le precipitazioni sono tipicamente irregolari e molto variabili spazialmente, soprattutto in una regione arida come questa, " dice Mason. "Allora, un forte temporale potrebbe consentire a una zona che si trovava sotto quella tempesta di sopravvivere per un breve periodo di siccità che innesca un passaggio all'attività della sabbia in molte altre zone circostanti".

Nonostante la regione sia scarsamente popolata, il governo cinese ha investito dagli anni '70 in progetti volti a stabilizzare le dune. Griglie tentacolari di piante o bastoncini conficcati nel terreno hanno lo scopo di impedire al soffio di sabbia di ingoiare tratti di autostrada, ranchland e binari del treno.

"Puoi cambiare le condizioni ambientali anche deliberatamente con questi massicci programmi di stabilizzazione delle dune, e comunque non otterrai una risposta uniforme nel campo delle dune perché ogni patch locale risponderà in un momento diverso, " Dice Mason. "Quindi può sembrare un fallimento dei programmi di stabilizzazione delle dune".

I cambiamenti irregolari possono anche mascherare gli effetti previsti dei rapidi cambiamenti climatici.

"Oggi, si potrebbe obiettare che le dune sono più stabili di quanto dovrebbero essere rispetto a dove erano 12, 000 anni fa, quando le precipitazioni stimate erano in realtà leggermente superiori, " dice Mason. "In parte perché il cambiamento climatico sta anche rallentando la velocità del vento in questa regione, ci sono aree che non hanno raggiunto quel punto di svolta per diventare attive, dune sabbiose che potremmo aspettarci."