Gli incendi ad alta intensità possono distruggere le torbiere e farle emettere nell'atmosfera enormi quantità di carbonio immagazzinato sotto forma di gas serra, ma un nuovo studio della Duke University rileva che gli incendi di bassa gravità provocano il risultato opposto.

Gli incendi più piccoli aiutano a proteggere il carbonio immagazzinato e migliorano lo stoccaggio a lungo termine delle torbiere.

Il riscaldamento istantaneo della torba umida durante incendi superficiali meno gravi altera chimicamente l'esterno delle particelle di terreno ammassate e "essenzialmente crea una crosta che rende difficile per i microbi raggiungere la materia organica all'interno, " disse Neal Flanagan, assistente professore ospite presso il Duke Wetland Center e la Nicholas School of the Environment di Duke.

Questa reazione, che Flanagan chiama "l'effetto crème brulee", protegge la torba colpita dal fuoco dal decadimento. Col tempo, questa barriera protettiva aiuta a rallentare la velocità con cui il carbonio immagazzinato in una torbiera viene rilasciato nell'ambiente sotto forma di anidride carbonica e metano che riscaldano il clima, anche in periodi di estrema siccità.

Documentando questo effetto sui suoli di torbiere dal Minnesota al Perù, "questo studio dimostra il vitale e sfumato, ma ancora largamente trascurato, ruolo gioca il fuoco nel preservare la torba attraverso un ampio gradiente latitudinale, dalla zona emiboreale ai tropici, " ha detto Curtis J. Richardson, direttore del Duke Wetland Center.

"Questa è la prima volta che uno studio è stato in grado di dimostrare che, "Richardson ha detto, "e ha importanti implicazioni per l'uso benefico del fuoco a bassa gravità nella gestione delle torbiere, soprattutto in un momento di crescenti incendi e siccità".

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sottoposti a revisione paritaria il 10 maggio sulla rivista Biologia del cambiamento globale .

Le torbiere sono zone umide che coprono solo il 3% della superficie terrestre ma immagazzinano un terzo del carbonio totale del suolo del pianeta. Lasciato indisturbato, possono bloccare il carbonio nel loro suolo organico per millenni a causa di composti antimicrobici naturali chiamati fenoli e aromatici che studi precedenti del team di Duke hanno dimostrato possono impedire la decomposizione anche della torba più secca. Se un fumante, fuoco ad alta intensità o altri disturbi gravi distruggono questa protezione naturale, però, possono trasformarsi rapidamente da pozzi di carbonio a fonti di carbonio.

Per condurre il nuovo studio, Flanagan e i suoi colleghi del Duke Wetland Center hanno monitorato un'ustione vietata dal Servizio Fish and Wildlife degli Stati Uniti di una torbiera pocosin, o palude coperta di arbusti, al Pocosin Lakes National Wildlife Refuge nella Carolina del Nord orientale nel 2015. Utilizzando sensori di campo, hanno misurato l'intensità variabile del fuoco durante la sua durata e gli effetti che ha avuto sull'umidità del suolo, temperature superficiali e copertura vegetale. Hanno anche fatto analisi chimiche dei campioni di materia organica del suolo raccolti prima e dopo l'incendio.

Hanno quindi replicato l'intensità e la durata del fuoco NC, che ha raggiunto brevemente temperature di 850oF, in test di laboratorio controllati sul suolo delle torbiere del Minnesota, Florida e il bacino amazzonico del Perù, e ha analizzato i campioni di ustione utilizzando la spettroscopia fotoelettronica a raggi X e la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier.

L'analisi ha mostrato che gli incendi di bassa gravità hanno aumentato il grado di condensazione e aromatizzazione del carbonio nei campioni di suolo, in particolare quelli raccolti dalla superficie delle torbiere. In altre parole, i ricercatori hanno visto "l'effetto crema catalana" in campioni di ciascuna delle latitudini.

Le incubazioni di laboratorio a lungo termine dei campioni bruciati hanno mostrato minori emissioni cumulative di CO2 provenienti dalla torba per più di 1-3 anni dopo i test.

"Inizialmente, c'è stata una perdita di carbonio, ma a lungo termine lo compensi facilmente perché c'è anche una respirazione ridotta da parte dei microbi che promuovono il decadimento, quindi la torba si decompone a un ritmo molto più lento, " disse Flanagan.

Globalmente, le torbiere contengono circa 560 gigatonnellate di carbonio immagazzinato. È la stessa quantità immagazzinata in tutte le foreste e quasi quanto le 597 gigatonnellate che si trovano nell'atmosfera.

"Migliorare il modo in cui gestiamo e conserviamo le torbiere è fondamentale data la loro importanza nel bilancio del carbonio della Terra e il modo in cui i cambiamenti climatici stanno alterando i regimi naturali degli incendi in tutto il mondo, "Richardson ha detto, "Questo studio ci ricorda che il fuoco non è solo un'anomalia distruttiva nelle torbiere, può anche essere una parte benefica della loro ecologia che ha un'influenza positiva sul loro accumulo di carbonio".

Flanagan e Richardson hanno condotto lo studio con i colleghi ricercatori del Duke Wetland Center Hongjun Wang e Scott Winton. Winton ricopre anche incarichi presso l'Istituto di biogeochimica e dinamica degli inquinanti dell'ETH di Zurigo e l'Istituto federale svizzero di scienze e tecnologie acquatiche.