Un team di ricerca dell'ETH di Zurigo e della WSL si è recato a Spitsbergen quest'estate per dare un'occhiata più da vicino al fenomeno dell'inverdimento artico. Il project manager Sebastian Dötterl discute la ricerca di fronte agli orsi polari, agli scioperi e alla guerra.

"Abbiamo visto paesaggi in cui il permafrost è crollato su vaste aree", afferma con preoccupazione Sebastian Dötterl, professore di risorse del suolo. È appena tornato da una campagna sul campo a Spitsbergen, un arcipelago situato a circa 78 gradi di latitudine nord, dove il termometro sale a una media di 9 gradi Celsius in estate.

Lui e altri 11 ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Istituto federale svizzero per la ricerca su foresta, neve e paesaggio (WSL) si erano recati lì a metà luglio dopo preparativi lunghi, complessi e snervanti. L'obiettivo del team era esplorare il background e i meccanismi del fenomeno noto come Arctic Greening, e Spitsbergen è un laboratorio sul campo ideale per questo.

Impresa più grande e più difficile

Solo pochi giorni fa, Dötterl era inginocchiato nella tundra con abiti a prova di vento e pioggia e un cappello di lana per raccogliere campioni di terreno. Ora è seduto nel suo ufficio buio in pantaloncini e maglietta. Sembra un po' esausto, ma il passaggio dal freddo artico al caldo di agosto di Zurigo non è l'unico motivo:la ricerca sul campo sullo stesso Spitsbergen è stata estenuante, o meglio le condizioni generali che c'erano.

"In termini di scala e difficoltà, questo sforzo ha davvero messo in ombra le mie precedenti campagne di lavoro sul campo", afferma Dötterl. "Non ho mai dovuto affrontare condizioni così dure come in questo progetto, e questo nonostante facciamo molte ricerche sul campo anche in regioni come il Congo."

Coronavirus, guerra e sciopero dei piloti

Innanzitutto, la pandemia di coronavirus ha ritardato l'inizio del progetto di oltre un anno. Poi la Russia ha iniziato la sua guerra contro l'Ucraina a febbraio, il che significa che il team di ricerca svizzero non è stato autorizzato a utilizzare le infrastrutture gestite dallo stato russo a Spitsbergen come previsto. Fortunatamente, i partner norvegesi del team sono stati in grado di noleggiare una nave a vela e l'equipaggio con breve preavviso in modo che i ricercatori avessero un tetto sopra la testa e potessero raggiungere le loro aree di studio.

Ma non è tutto:poco prima della partenza, a luglio, uno sciopero dei piloti della compagnia aerea scandinava SAS ha messo nuovamente a repentaglio l'intera impresa. "Se la mia studentessa di dottorato Sigrid e i suoi colleghi non avessero reagito così rapidamente e prenotato due volte i voli per tutti i membri della spedizione, non saremmo mai arrivati ​​a Spitsbergen", afferma Dötterl.

Esplorazione del rapido cambiamento nell'Artico

Longyearbyen, la capitale di Spitsbergen, è il punto di partenza per il team di ricerca di ecologi vegetali, scienziati del suolo, geoecologi e microbiologi per studiare i modelli e i meccanismi locali dell'inverdimento artico nei prossimi anni nell'ambito di un progetto ETH+. Oltre al gruppo di Dötterl, il progetto coinvolge ricercatori guidati da Jake Alexander, Alex Widmer, Cara Magnabosco (tutti all'ETH di Zurigo) e Aline Frossard al WSL.

L'impulso per questo progetto di ricerca è venuto dal fatto che il riscaldamento globale sta cambiando rapidamente gli ecosistemi. E questi cambiamenti stanno procedendo a un ritmo ancora più veloce nell'Artico che in altre parti del mondo. Le temperature nell'estremo nord, ad esempio, hanno registrato un aumento molto maggiore rispetto alle temperature medie globali negli ultimi tre decenni.

Questo non sta solo causando lo scioglimento delle masse di ghiaccio, ma sta anche cambiando i suoli e le piante nella tundra artica. Tra il 1984 e il 2012, uno studio della NASA ha dimostrato che il 30% della tundra del Nord America è diventato più verde. Ma perché alcune aree della tundra inverdiscano più fortemente e più rapidamente di altre è probabilmente correlato alla fertilità del suolo e al microclima locali.

Per prima cosa, i ricercatori dell'ETH e del WSL si stanno concentrando sulle piante autoctone e introdotte e su come reagiscono al riscaldamento. Gli scienziati stanno anche studiando come sta accelerando lo sviluppo del suolo e come stanno cambiando i cicli biogeochimici. A tal fine, stanno studiando i suoli originari della tundra, nonché i suoli disturbati vicino agli insediamenti e i suoli ricchi di sostanze nutritive nel bacino idrografico delle colonie di uccelli.

Inoltre, i ricercatori vogliono scoprire quale ruolo avranno i microbi nella colonizzazione dei suoli grezzi da parte delle piante e nelle mutevoli comunità microbiche nei suoli meglio sviluppati.

Dai loro dati, i ricercatori sperano infine di ricavare un modello che incorpori i cambiamenti nella vegetazione, nel suolo e nei microrganismi e possa essere utilizzato per prevedere i cambiamenti futuri negli ecosistemi artici.

L'improvvisazione era all'ordine del giorno

Nonostante tutte le difficoltà che il team ha dovuto affrontare, Dötterl è molto soddisfatto di come è andata la spedizione da lui gestita. "In loco, quasi tutto è andato come speravamo", dice felicemente.

Con l'eccezione di un luogo - le autorità hanno chiuso un insediamento a causa di un orso polare randagio - hanno potuto accedere a tutte le aree di studio come richiesto e raccogliere campioni:un totale di 1,2 tonnellate di materiale del suolo. Alcuni di questi i ricercatori hanno spedito congelati a Zurigo, dove il materiale sarà analizzato in laboratorio il prossimo inverno. Inoltre, hanno raccolto centinaia di campioni di piante e materiale di semi, nonché centinaia di campioni microbiologici.

Ricerca su Spitsbergen

Per preservare il materiale genetico contenuto in questi campioni, è stato necessario congelarli immediatamente sul campo e trasportarli in azoto liquido a -80 gradi Celsius. Data la mancanza di alimentazione elettrica per questo nella natura selvaggia, i ricercatori hanno inviato in anticipo a Spitsbergen un serbatoio contenente 400 litri di azoto liquido a una pressione di 4 bar. Ma si è scoperto che il serbatoio aveva una perdita, quindi quando ha raggiunto l'isola dopo tre settimane di stoccaggio a Tromsø, erano rimasti a malapena 100 litri. La pressione era scesa a 1 bar. "Era abbastanza", dice Dötterl.

Alcuni degli altri kit tecnici del team di ricerca richiedevano anche abilità di improvvisazione in alcune occasioni. Un errore del software ha fatto sì che uno dei tre droni che avevano portato con sé si schiantasse contro una roccia durante la sua prima missione. Tuttavia, le telecamere che trasportava erano ancora intatte. Per poter comunque fotografare le aree di studio dall'alto, i ricercatori hanno montato i sensori sulla punta di un palo di metallo lungo 4 metri. Potrebbero aver dovuto portare il palo davanti a loro come una bandiera, ma almeno sono stati comunque in grado di scattare foto aeree della vegetazione.

Laboratorio e viaggio nella Norvegia settentrionale in programma

La prima stagione intensiva sul campo sarà ora seguita da molto lavoro di laboratorio e un'altra missione sul campo la prossima estate nella Norvegia settentrionale. Lì, il team studierà i suoli e le piante ai piedi meridionali della tundra artica. Questo habitat è l'equivalente più caldo della terraferma dell'alta tundra di Spitsbergen.

Successivamente, sarà il momento di analizzare i dati estesi, che costituiranno la base per la modellazione. Nel complesso, il progetto dovrebbe durare fino al 2025, a condizione che le finanze siano sufficienti. "I numerosi ritardi e modifiche al programma hanno tolto un grosso boccone al nostro budget", ammette francamente Dötterl.

Il fatto che questo progetto sia andato così bene nonostante tutte le avversità è stato grazie ai tre dottorandi coinvolti:Sigrid Trier Kjaer, Lena Bakker e Jana Rüthers. "Sono quelli che hanno organizzato tutta la logistica così bene, il che ha salvato il progetto. È stato un grande risultato", dice felicemente Dötterl.

Anche tutti gli altri partecipanti erano molto motivati; si prendevano cura l'uno dell'altro e mantenevano un rapporto di lavoro molto buono e collegiale. "Non è qualcosa che puoi dare per scontato in un progetto difficile come questo e nelle condizioni a volte anguste della nave", afferma Dötterl. + Esplora ulteriormente

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