L'ecologista degli ecosistemi e borsista post-dottorato Kyle Arndt controlla le apparecchiature di misurazione installate da SDSU a Utqiagvik (ex Barrow), dell'Alaska. Credito:Università statale di San Diego
Gli studi hanno dimostrato che l'Artico si sta riscaldando all'incirca due volte più velocemente del resto del mondo, e il suo suolo contiene il doppio della quantità di anidride carbonica dell'atmosfera. Una nuova ricerca della San Diego State University ha scoperto che l'acqua dello scioglimento della neve primaverile si infiltra nel terreno e innesca la produzione di anidride carbonica fresca a tassi più elevati di quanto precedentemente ipotizzato.
Questo è in aggiunta al carbonio intrappolato che fuoriesce dal suolo, il che significa un'accelerazione del riscaldamento che non è del tutto presa in considerazione nelle attuali tecniche di misurazione.
Il borsista post-dottorato della SDSU Kyle Arndt e l'ecologista dell'ecosistema Donatella Zona hanno trascorso diversi anni a valutare la situazione sul campo a Utqiagvik (ex Barrow), Alaska e analizzando le loro scoperte una volta tornati a San Diego.
La stagione fredda è una componente essenziale del bilancio annuale del carbonio, e si presumeva che avesse un impatto trascurabile sulla produzione di carbonio.
Analizzando i campioni di carotaggio del suolo, quello che hanno scoperto è che non erano solo i gas serra intrappolati a fuggire, ma probabilmente aumentavano anche la produzione fresca di carbonio durante il disgelo primaverile.
Pubblicato il 30 giugno in Biologia del cambiamento globale , il loro studio ha scoperto che il disgelo freddo rappresenta quasi la metà delle emissioni di carbonio che possono compensare l'assorbimento estivo o l'assorbimento di anidride carbonica da parte della vegetazione. Le loro scoperte colmano una lacuna nei dati che esiste da tempo perché inverni e primavere rigidi hanno reso difficile l'accesso all'Artico per condurre studi.
"Prima non avevamo questi dati, ma ora che lo facciamo, stiamo vedendo che questi ecosistemi si stanno rapidamente riscaldando, " Ha detto Arndt. "Molti modelli prevedono già che l'Artico si trasformerà in una CO 2 fonte, ma potrebbero sottovalutare le dimensioni della fonte se questo processo primaverile non viene preso in considerazione".
Arndt, primo autore del saggio, ha iniziato a visitare Utqiagvik nell'estate 2016 per la manutenzione delle attrezzature installate dall'ecologo SDSU Walter Oechel, che lavora da quasi 40 anni in questi siti artici.
Usando la covarianza parassita, una tecnica per misurare il movimento di anidride carbonica tra il suolo e l'atmosfera, nonché le temperature del suolo e dell'aria, flusso di calore al suolo e altezza della neve, Arndt ha misurato i flussi.
Il flusso di calore è l'energia trasferita per unità di superficie per un dato periodo di tempo, ed è difficile raccoglierlo durante il congelamento. Arndt "ha avuto l'idea di misurarlo durante lo scioglimento delle nevi primaverili, basandosi sulla necessità di colmare una lacuna nei dati sui flussi di calore dell'Artico durante la stagione fredda, " ha detto Zona.
Arndt ha anche lavorato con il microbiologo della SDSU David Lipson che ha raccolto campioni di terreno, che ha aiutato lui e Zona a capire le proprietà fisiche del suolo durante la stagione primaverile e autunnale.
Arndt ha accertato che la CO . fresca 2 la produzione stava avvenendo quando "abbiamo trovato sacche d'aria nel mezzo del nucleo del suolo che hanno permesso alla neve sciolta di precipitarsi dentro. La neve sciolta è ricca di ossigeno che aiuta con la produzione di anidride carbonica".
Il ferro è uno dei tanti minerali contenuti nel suolo. La loro analisi ha mostrato che il ferro era completamente ossidato, che può accadere solo se l'ossigeno fresco nel terreno si lega e ossida il ferro. I ricercatori hanno riscontrato un aumento costante della CO 2 emissioni durante questo periodo di disgelo, suggerendo ulteriormente il verificarsi della produzione in questo momento.
I modelli più semplici di analisi dei dati possono perdere il rapido riscaldamento che si verifica a causa dello scioglimento della neve, quando c'è una rapida introduzione di ossigeno che porta al riscaldamento.
"C'è molto di più nel terreno di quanto pensassimo in precedenza, " Arndt ha detto. "La natura è efficiente in quanto scompone i composti più leggeri preferenzialmente a quelli più pesanti, creazione di firme isotopiche uniche, un po' come le impronte digitali. Osservando gli isotopi, possiamo dire da quanto tempo i composti sono stati lì e la fonte del carbonio emesso".
Arndt e Zona stanno pianificando di concentrarsi successivamente sull'analisi isotopica, ricostruire l'età dei composti nei campioni, e le implicazioni su più vasta scala di questi risultati.
"Cercheremo le tendenze a lungo termine nel rilascio di anidride carbonica e come i flussi di calore sono cambiati nell'ultimo decennio, " ha detto Zona.
