Carbonio, uno dei principali elementi costitutivi di tutta la vita sulla Terra, cicli tra gli organismi viventi e l'ambiente. Questo ciclo, e come funziona in uno dei luoghi più aridi della Terra, è oggetto di un nuovo studio recentemente pubblicato sulla rivista Pianta e suolo con l'autore principale e scienziato dell'Arizona State University (ASU), Heather Throop.

Mentre il ciclo naturale del carbonio dovrebbe essere bilanciato ogni anno, con tanto carbonio sottratto all'atmosfera quanto viene rilasciato dai processi naturali, gli esseri umani stanno sconvolgendo questo equilibrio attraverso l'aggiunta di anidride carbonica nell'atmosfera, sia attraverso il cambiamento dell'uso del suolo che rilascia carbonio immagazzinato nel suolo sia dalla combustione di combustibili fossili.

Nel tentativo di capire cosa controlla il rilascio di anidride carbonica dai suoli nei deserti, Throop e un team di studenti universitari della Namibia hanno condotto un lavoro sul campo nel deserto del Namib, una delle regioni più aride del mondo che si estende per più di 1, 200 miglia lungo le coste atlantiche dell'Angola, Namibia, e Sud Africa.

Ciò che Throop e il suo team alla fine hanno determinato dalla loro ricerca è che sottili differenze nella topografia superficiale e nell'erosione hanno grandi influenze sui microrganismi nel suolo e queste differenze in definitiva influenzano il ciclo del carbonio. Anche nei luoghi più aridi, hanno trovato segni di vita che influenzano il ciclo del carbonio.

"La quantità di anidride carbonica nell'atmosfera influenza il nostro clima, quindi capire cosa influenza il rilascio di carbonio dai suoli è importante prevedere come cambierà il clima in futuro, "dice Throop, che è professore associato presso la School of Earth and Space Exploration e la School of Life Sciences.

Per condurre le loro analisi, il team di ricerca ha scelto sei località che differivano per le precipitazioni annuali. In ogni sito sono state effettuate campagne di campionamento di 48 ore, lavorando continuamente giorno e notte per raccogliere dati. In ogni luogo, il team ha analizzato la struttura del paesaggio e le piante e ha selezionato luoghi rappresentativi da campionare. Quindi, hanno simulato le precipitazioni e utilizzato analizzatori di gas per misurare il rilascio di anidride carbonica dai suoli, per determinare come il ciclo del carbonio ha risposto quando i terreni si sono asciugati dopo la pioggia simulata.

"È davvero un'incredibile quantità di dati da raccogliere manualmente, " dice Throop. "E avere un gruppo di studenti appassionati ed entusiasti ha reso possibile questo lavoro. Spesso per lavori sul campo remoti come questo otteniamo semplicemente un'istantanea di ciò che sta accadendo in uno o due siti o in alcuni punti nel tempo. È stato entusiasmante poter raccogliere i dati ininterrottamente per alcuni giorni e in sei siti diversi".

Gli studenti che hanno partecipato a questa ricerca provenivano dall'Università della Namibia e dalla Namibia University of Science and Technology. Ciascuno di loro partecipava al programma Summer Drylands, un'intensa esperienza di ricerca in cui gli studenti pianificano, eseguire, e riferire su un esperimento in un breve lasso di tempo.

"La capacità della tecnologia di registrare il carbonio nel suolo è stata eccezionale, ", afferma il coautore e ricercatore studentesco Vimbai Marufu, che ora frequenta la scuola di specializzazione presso la Namibia University of Science and Technology. "Ciò che apprezzo di più dell'esperienza è cosa significa lavorare in un team interdisciplinare e l'inspiegabile soddisfazione di essere vicino alla natura."

E ci sono piani per continuare ulteriori ricerche sul campo nel deserto del Namib con una recente sovvenzione della National Science Foundation all'ASU. Questa sovvenzione fornirà supporto agli studenti statunitensi per condurre ricerche nel deserto del Namib in collaborazione con ricercatori namibiani. "Speriamo di utilizzare questo lavoro per aiutarci a capire come i deserti rispondono a un clima che cambia, " dice Throop. "Il modo in cui i processi biologici funzionano nell'estrema aridità del deserto del Namib ci darà indizi su come i deserti relativamente umidi si comporteranno in condizioni più secche".