Quando si tratta del clima mondiale, negli ultimi dieci anni, la Terra continua a inviarci il suo richiamo da sirena estiva.

Ogni anno, è stato principalmente un caso di prestare attenzione al caldo e ripetere. Secondo la NASA, diciannove degli anni più caldi si sono verificati dal 2000, con il 2016 e il 2020 in parità per il più caldo mai registrato. Quest'estate sta già facendo notizia in tutto il mondo, con il Regno Unito che ha superato i 40 gradi Celsius (104,5 Fahrenheit) per la prima volta in assoluto.

Si stanno verificando più estremi climatici. Il precedente scioglimento delle nevi colpisce le zone d'alta quota, i gravi incendi boschivi sono in aumento, mentre gli impulsi piovosi, seguiti da periodi di siccità, stanno diventando la norma. Ma se le ondate di caldo e le gravi siccità sono tendenze che continueranno a reggere in tutto il mondo, cosa porterà il futuro alle foreste temperate e alle regioni coltivate del mondo?

Gli scienziati stanno esaminando gli adattamenti unici della vita nel deserto, che funzionano in base al loro insieme di regole a lungo considerate uniche per le aree aride. Ora, una nuova ricerca condotta da un team internazionale di scienziati suggerisce che il cambiamento climatico sta causando a questi "meccanismi delle zone aride" un effetto sempre maggiore sulle aree più umide della terra, come i terreni coltivati ​​e le foreste delle regioni temperate.

Per prevedere meglio come opereranno in futuro le aree più umide del mondo, il team scientifico raccomanda di iniziare ad applicare le lezioni apprese da come funziona la vita nelle regioni aride, secondo una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Nature Ecology and Evolution . Lo studio è stato condotto da Jose Grünzweig dell'Università Ebraica di Gerusalemme e co-autore di Heather Throop dell'Arizona State University.

"Le nuove intuizioni possono contribuire a far progredire la nostra capacità di adattamento per resistere agli estremi climatici e ridurre il loro impatto sulla natura e sulle persone", ha affermato Throop, professore con un incarico congiunto presso la School of Earth and Space Exploration e la School of Life Sciences dell'ASU.

Spinto da un recente incontro della Federazione ecologica europea, il team ha compilato un elenco delle regole di vita uniche che guidano gli ecosistemi delle zone aride. Attualmente, più di un terzo della superficie terrestre è costituita da zone aride. Molti di questi processi chiave sono stati considerati rilevanti solo per le regioni aride, tra cui:

• ciclo rapido tra condizioni umide e secche che influenzano l'attività di piante e animali,
• ridistribuzione dell'acqua nei suoli da parte delle radici delle piante,
• e formazione di croste viventi sulla superficie del suolo da parte di organismi microscopici.

Nel complesso, il team ha identificato una dozzina di diversi meccanismi delle zone aride che influenzano molteplici processi, tra cui la distribuzione della vegetazione, la crescita delle piante, il flusso d'acqua, il bilancio energetico, il ciclo del carbonio e dei nutrienti e la decomposizione del materiale morto.

"Questi meccanismi delle zone aride sono controllati da fattori ambientali, come l'intensa radiazione solare, le alte temperature, le grandi zone spoglie tra le piante e la disponibilità incoerente di acqua", ha affermato Throop.

I meccanismi sono stati anche classificati come sia più propensi a rispondere rapidamente, quelli che ci si potrebbe aspettare di vedere verificarsi da siccità a breve termine (ad es. Cicli secco-umido, calore e luce solare che rompono il materiale morto) e a risposta lenta, quelli ciò accadrebbe dopo decenni di condizioni di siccità (es. formazione di crosta viva sui suoli) a seguito di cambiamenti nella distribuzione delle piante.

"Nel documento presentiamo questi 12 diversi meccanismi delle zone aride che sono in realtà processi di routine nelle zone aride ma non si trovano comunemente nei sistemi umidi", ha affermato Throop. "E poi li abbiamo classificati nel documento in base alla probabilità che accadranno in sistemi più umidi in futuro. Che tipo di modifiche sarebbero necessarie per iniziare a vederli nei sistemi più umidi?"

Ciò che è chiaro ai ricercatori è che sta emergendo un nuovo modello senza precedenti, considerato assente o insignificante nella maggior parte dei biomi sulla Terra. Questi meccanismi delle zone aride si verificano ora, con crescente frequenza, nelle regioni temperate. In futuro, anche questi probabilmente aumenteranno di frequenza e diventeranno più rilevanti a causa delle condizioni più calde e asciutte dovute ai cambiamenti climatici.

Ad esempio, gran parte dell'Europa ha subito una grave siccità e un'ondata di caldo nell'estate del 2018. Di conseguenza, la scarsa copertura vegetale nei campi agricoli durante questo periodo ha probabilmente portato a processi biologici desertici che si verificano in questi luoghi solitamente umidi (vedi immagine aerea della Danimarca ).

"Gran parte del mais e dell'agricoltura irrigua hanno sofferto", ha detto Throop. "C'era una crescita delle piante drasticamente ridotta in quei sistemi, il che porta a una maggiore esposizione del suolo nudo sulla superficie che non è coperto dalle piante."

Per comprendere meglio le potenziali ramificazioni future dei meccanismi delle zone aride su cose come la distribuzione della vegetazione e la decomposizione del materiale morto, il team ha preso i dati delle sue zone aride e li ha modellati per mostrare come le forze che guidano le zone aride si applicheranno sempre più alle regioni temperate in condizioni climatiche future.

"Possiamo utilizzare modelli matematici per prevedere come si comporteranno i sistemi in condizioni più asciutte o più calde, ma di solito assumiamo che le regole operative rimarranno le stesse anche se il clima cambia", ha affermato Throop. "Ma in questo momento, ciò che i nostri modelli non prendono in considerazione è cosa succederebbe se le regole con cui funziona il sistema cambiassero?"

Cosa è successo quando hanno tenuto pienamente conto della loro dozzina di meccanismi delle zone aride? I risultati, le prime e le conseguenze a lungo termine sono stati sbalorditivi. Ad esempio, i loro modelli prevedono che l'area totale non arida con una temperatura media del suolo di>40°C (>104°F) dovrebbe aumentare di circa 17 milioni di km ² (circa pari alla superficie totale degli Stati Uniti e del Brasile) entro la fine del secolo.

"La demolizione del materiale morto è importante negli ecosistemi poiché rilascia sostanze nutritive per la crescita di nuove piante", ha affermato Throop. "In genere, nei sistemi umidi questa decomposizione è guidata da organismi come i batteri che consumano il materiale morto. Nei sistemi a secco le regole sono diverse:abbiamo molta più influenza della luce solare e delle alte temperature che abbattono il materiale che si trova sulla superficie".

"Quindi, invece di avere la biologia che guida quel decadimento, abbiamo processi fisici che lo guidano", ha detto Throop. "Una delle grandi differenze con i sistemi a secco è che, poiché non hai molte piante, c'è molto spazio aperto e hai molta ridistribuzione, con cose come foglie morte che si muovono sulla superficie del terreno e si accumulano in modo non uniforme. sistemi bagnati, queste cose rimangono al loro posto e hai una distribuzione delle risorse molto più uniforme."

Le condizioni del suolo secco causeranno l'emergere di alcuni meccanismi delle zone aride, come la ridistribuzione dell'acqua del suolo attraverso le radici delle piante. Altri meccanismi risponderanno ai cambiamenti nella vegetazione, con una vegetazione più scarsamente distribuita che aumenta la prevalenza di microrganismi che formano croste superficiali del suolo e aumenta il ruolo della luce solare nell'abbattere le foglie morte.

"Ciò che è anche chiaro è che alcuni di questi cambiamenti previsti si verificheranno in regioni con una grande popolazione umana e, quindi, influenzeranno in modo significativo il benessere della società in queste regioni", ha affermato Throop. "Avremo bisogno di ricerca e monitoraggio continui sul funzionamento degli ecosistemi in condizioni di frequenza e gravità crescenti di siccità e ondate di caldo al fine di migliorare la nostra comprensione dei processi emergenti sottostanti".

In definitiva, i ricercatori sperano che una migliore comprensione di questi sistemi desertici adattati in modo univoco porterà la società a stabilire aspettative realistiche per il futuro delle aree storicamente temperate e più umide, prima che sia troppo tardi per ascoltare la chiamata di Madre Natura. + Esplora ulteriormente

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