Quando nuvole di fumo e cenere si gonfiano sull'oceano, che si estende lontano dagli incendi che ne sono la fonte, potrebbero non influire solo sulla qualità dell'aria. Piuttosto, la fuliggine degli incendi potrebbe lasciare un segno chimico sulle acque sottostanti.

Questa è l'idea alla base della nuova ricerca di Aron Stubbins, professore associato di scienze marine e ambientali presso la Northeastern. Lo studio è stato condotto da un ex studente di Stubbins, Sasha Wagner, che all'epoca era anche un ricercatore post-dottorato alla Northeastern.

Come gli incendi bruciano le foreste, il carbonio immagazzinato nei corpi legnosi degli alberi viene in gran parte rilasciato nell'atmosfera sotto forma di anidride carbonica. Ma non è l'unica forma che può assumere il carbonio di un albero quando viene bruciato. Anche un albero lascia i suoi resti carbonizzati, che contengono una forma dell'elemento giustamente chiamato "black carbon".

Il carbonio nero è il prodotto della combustione, spiega Stubbins. Può essere prodotto dalla combustione di materiali organici (come alberi) o combustibili fossili. Un'altra parola per il nerofumo è fuliggine.

"Alcuni studi suggeriscono che una quantità significativa di carbonio che perdiamo nella deforestazione causata dagli incendi boschivi, parte di ciò è rinchiuso per periodi di tempo più lunghi come carbonio nero, "Dice Stubbins.

Gran parte della fuliggine prodotta dagli incendi finisce sul suolo della foresta per essere immagazzinata nel terreno. Ma, come sa chiunque abbia un caminetto, minuscole particelle di fuliggine tendono a spostarsi.

Infatti, negli studi precedenti, Stubbins e i suoi colleghi hanno scoperto che il carbonio nero proveniente dagli incendi si fa strada nei fiumi. E quei fiumi portano materiali al mare, compreso il nerofumo.

In quella ricerca, Stubbins ha scoperto che circa il 10% del carbonio trasportato attraverso i fiumi verso l'oceano è sotto forma di nerofumo. Il suo lavoro ha anche scoperto che circa il 2% di tutto il materiale organico nell'oceano è carbonio nero.

"Quindi abbiamo sempre pensato che il carbonio nero negli oceani provenisse dalla terra perché non c'è fuoco nell'oceano, "Dice Stubbins.

Ma quella semplice immagine stava per diventare molto più complessa.

Gli scienziati si sono chiesti se fosse possibile che parte del carbonio nero dell'oceano potesse provenire direttamente dalla fuliggine trasportata sull'acqua in pennacchi di fumo. E a dicembre 2017, hanno avuto la possibilità di testare questo percorso alternativo.

Fu allora che iniziò il Thomas Fire. Quell'incendio si è fatto strada nella storia come il più grande nella storia moderna della California all'epoca (attualmente è il settimo). Il Thomas Fire è bruciato per più di un mese, e i venti di Santa Ana sollevavano spessi pennacchi di fumo e cenere sul Canale di Santa Barbara.

Stubbins e Wagner avevano dei colleghi che sarebbero partiti per una crociera di ricerca oceanografica dove era diretto quel pennacchio di fumo. Dovevano studiare qualcosa di non correlato, ma i ricercatori del nordest hanno chiesto loro di vedere cosa stava succedendo sotto quel pennacchio e di vedere se stesse depositando direttamente carbonio nero nell'oceano.

Il team ha scoperto che la concentrazione di carbonio nero disciolto nell'acqua di superficie sotto il pennacchio di fumo era aumentata del 13% rispetto ad altre stazioni di campionamento. Trovarono anche che quando mettevano loro stessi nell'acqua di mare parte della cenere raccolta dal fuoco, ha rilasciato molto carbonio nero disciolto.

Utilizzando tali informazioni, i ricercatori hanno calcolato quanto carbonio nero disciolto dovrebbe apparire nelle acque sotto il pennacchio di fumo e quale dovrebbe essere la firma isotopica di quel materiale. Ed è allora che si sono imbattuti in un problema.

Sebbene gli scienziati abbiano identificato un'elevata concentrazione di carbonio nero disciolto nell'acqua di superficie, non è stato sufficiente spostare la firma isotopica in modo che corrisponda al modello che avevano calcolato.

"Lascia un enigma, ancora, " Dice Stubbins. "Quanto del black carbon viene trasportato direttamente durante questi grandi eventi rispetto a in modo coerente attraverso i fiumi e la deposizione di combustibili fossili [prodotti]?"

Stubbins ha alcune idee su cosa potrebbe essere successo. La crociera di ricerca è arrivata al sito di campionamento una volta che il fuoco aveva iniziato a emettere meno fumo sull'oceano, quindi forse hanno perso il momento culminante. E forse, lui dice, alcune delle particelle fuligginose affondarono sul fondo dell'oceano e furono sepolte nei sedimenti.

Indipendentemente, gli scienziati non pensano che i fiumi siano responsabili delle elevate concentrazioni di carbonio nero disciolto al di sotto del pennacchio di fumo. Come delineano in un articolo pubblicato di recente in Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , se il nerofumo disciolto nell'acqua di mare provenisse dai fiumi, si aspetterebbero che le stesse acque che contenevano quella fuliggine trasportata fossero anche meno salate. Infatti, loro non erano. Quindi questo sembra supportare l'ipotesi, loro pongono, che la cenere del fuoco potrebbe essere la fonte più diretta di nerofumo sotto il pennacchio di fumo.

Un altro studio di ricerca di Stubbins ha scoperto che la firma isotopica del carbonio nero disciolto trovato nei fiumi non corrisponde a quella del carbonio nero nell'oceano in condizioni più normali.

Indipendentemente, Stubbins dice, questa è la prima volta che è stata studiata l'immissione diretta di carbonio nero nell'oceano dal fumo degli incendi. "La quantità effettiva che è finita nell'oceano durante quell'evento specifico era difficile da quantificare, " dice. Ma Stubbins dice che è importante capire come questo potrebbe influenzare il ciclo del carbonio più ampio.

"Gli incendi stanno diventando più importanti, ", dice. "È probabile che questo modo di trasportare il black carbon negli oceani aumenti in futuro? Quelle cose si ripercuotono nel ciclo del carbonio nero in modi che non comprendiamo ancora del tutto, e dobbiamo iniziare a mettere insieme quei budget per i cicli contemporanei del black carbon".