La scoperta deriva da uno sforzo per mappare dove la vegetazione emette e assorbe anidride carbonica dall'atmosfera.

Gli alberi e le piante della Terra estraggono grandi quantità di anidride carbonica dall'atmosfera durante la fotosintesi, incorporando parte di quel carbonio in strutture come il legno. Le aree che assorbono più carbonio di quanto emettono sono chiamate pozzi di carbonio. Ma le piante possono anche emettere gas serra durante processi come la respirazione, quando le piante morte marciscono, o durante la combustione in caso di incendio. I ricercatori sono particolarmente interessati a sapere se, e come, le piante su scala di un ecosistema come una foresta agiscono come fonti o affondano in un mondo sempre più caldo.

Un recente studio condotto dagli scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California ha identificato se le aree con vegetazione come foreste e savane in tutto il mondo fossero fonti o pozzi di carbonio ogni anno dal 2000 al 2019. La ricerca ha scoperto che nel corso di quei due decenni, le piante legnose viventi erano responsabili di oltre l'80% delle fonti e dei dispersori sulla terraferma, con terra, fogliame, e la materia organica in decomposizione che costituisce il resto. Ma hanno anche visto che la vegetazione conservava una frazione di carbonio molto più piccola di quanto gli scienziati pensassero inizialmente.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che la quantità totale di carbonio emesso e assorbito ai tropici era quattro volte maggiore che nelle regioni temperate e nelle aree boreali (le foreste più settentrionali) messe insieme, ma che la capacità delle foreste tropicali di assorbire enormi quantità di carbonio è diminuita negli ultimi anni. Il declino di questa capacità è dovuto alla deforestazione su larga scala, degrado dell'habitat, e gli effetti del cambiamento climatico, come siccità e incendi più frequenti. Infatti, lo studio, pubblicato in Progressi scientifici , ha mostrato che il 90% del carbonio che le foreste di tutto il mondo assorbono dall'atmosfera è compensato dalla quantità di carbonio rilasciata da disturbi come la deforestazione e la siccità.

Gli scienziati hanno creato mappe delle fonti di carbonio e degli assorbitori dai cambiamenti nell'uso del suolo come la deforestazione, degrado dell'habitat, e piantagione di foreste, così come la crescita delle foreste. Lo hanno fatto analizzando i dati sulla vegetazione globale raccolti dallo spazio utilizzando strumenti come il Geoscience Laser Altimeter System (GLAS) della NASA a bordo dell'ICESat e lo spettroradiometro Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) dell'agenzia a bordo dei satelliti Terra e Aqua, rispettivamente. L'analisi ha utilizzato un algoritmo di apprendimento automatico che i ricercatori hanno prima addestrato utilizzando i dati sulla vegetazione raccolti a terra e in aria utilizzando strumenti di scansione laser.

Fare l'inventario

"Molte ricerche precedenti non sono state spazialmente esplicite:non abbiamo avuto una mappa di dove si verificavano i flussi di carbonio, " ha detto Nancy Harris, direttore della ricerca del programma forestale presso il World Resources Institute di Washington e uno degli autori dello studio.

Altri modi per stimare la quantità di carbonio scambiata tra le aree con vegetazione e l'atmosfera includono l'osservazione di quante piante o foreste ci sono in una particolare regione e lo studio dei cambiamenti nell'uso del suolo, combinando tali informazioni con le stime delle emissioni di carbonio. Ma quei metodi hanno limitazioni spaziali o temporali che gli autori dello studio hanno cercato di affrontare con il loro metodo di apprendimento automatico.

Sapere dove le piante assorbono carbonio e dove emettono è importante per monitorare come le foreste e altre regioni con vegetazione rispondono a un clima che cambia. "L'Amazzonia era considerata un notevole pozzo di carbonio a causa di ampi tratti di foresta incontaminata che assorbono anidride carbonica, " disse Sassan Saatchi, scienziato principale al JPL e ricercatore capo dello studio. "Però, i nostri risultati mostrano che nel complesso, il bacino amazzonico sta diventando quasi neutrale in termini di bilancio del carbonio a causa della deforestazione, degradazione, e gli effetti del riscaldamento, siccità frequenti, e gli incendi degli ultimi due decenni rilasciano anidride carbonica nell'atmosfera".

Saatchi e i suoi colleghi hanno sviluppato la loro analisi in modo che sia più facile monitorare i cambiamenti nelle aree con vegetazione sulla base dei dati raccolti sul terreno e in remoto. "Il nostro approccio è progettato per assicurarci di poter bilanciare sistematicamente il bilancio globale del carbonio ogni anno, e che i paesi possono utilizzare i risultati e la metodologia per la gestione del carbonio e le proprie esigenze di rendicontazione, " Egli ha detto.

Questa analisi del budget ha aiutato i ricercatori a comprendere meglio le dinamiche di come le foreste e altre aree con vegetazione in tutto il mondo stavano immagazzinando il carbonio che stanno assorbendo dall'atmosfera. "Molti studi precedenti hanno scoperto che la vegetazione di tutto il mondo assorbe molta anidride carbonica atmosferica, ", ha affermato l'autore principale dello studio Alan Xu, un ricercatore di carbonio presso JPL e UCLA. "Dà l'impressione che le foreste globali stiano crescendo e ingrandendosi ovunque, ma non è così".

Pezzi mancanti

Questo studio aiuta a riempire il quadro di dove e come alberi e piante assorbono o emettono carbonio, ma c'è ancora del lavoro da fare. Le mappe del carbonio satellitari in questo studio coprivano circa 39 miglia quadrate (100 chilometri quadrati) alla volta, ma non potevano necessariamente rilevare i cambiamenti che avvenivano su scale più piccole. E c'erano alcune informazioni su come le foreste immagazzinavano ed emettevano carbonio all'interno di quelle mappe che non erano necessariamente considerate nei calcoli del pozzo di origine dei ricercatori. Alcune di queste lacune informative dovrebbero essere colmate con mappe del carbonio a più alta risoluzione fornite dai nuovi satelliti già in orbita, così come le prossime missioni come la NISAR della NASA-Indian Space Research Organization.

È importante capire come le regioni del mondo assorbono ed emettono anidride carbonica, disse Harris. "Se non stiamo ottenendo questi schemi nel modo giusto, potremmo perdere alcuni di questi ecosistemi e il modo in cui stanno influenzando il ciclo del carbonio." Ma è incoraggiata dall'enorme quantità di dati che diventano disponibili per gli scienziati del clima su come i gas serra si muovono tra l'atmosfera e le foreste della Terra, praterie, e altre aree con vegetazione.

Saatchi spera che avere un approccio più sistematico e coerente per tenere traccia di quali parti del mondo agiscono come fonti o assorbitori di carbonio consentirà un migliore monitoraggio tra regioni e paesi. "Potrebbe consentire ai paesi di tutto il mondo di utilizzare i dati come guida per rispettare i loro impegni nazionali nei confronti dell'accordo di Parigi sul clima".