Gli enormi incendi di lunga durata che sono diventati sempre più comuni negli ultimi anni possono causare cambiamenti nella chimica del suolo che influenzano la contaminazione dell’acqua, la qualità dell’aria e la crescita delle piante. Ma questi cambiamenti sono scarsamente monitorati e raramente vengono presi in considerazione negli sforzi di recupero post-incendio o nelle valutazioni del rischio, secondo uno studio pubblicato il 14 maggio su Nature Reviews Earth &Environment .
Lo studio, condotto da scienziati della Stanford University e della Colorado State University, ha scoperto che sono necessarie tecniche migliori per monitorare i cambiamenti nel suolo e negli ecosistemi circostanti. Questo monitoraggio migliorato potrebbe orientare le decisioni su come trattare l'acqua potabile proveniente da aree bruciate, sostenere la riforestazione e proteggere i lavoratori dalle tossine durante la pulizia, la ricostruzione o la rivegetazione.
"Nel nostro studio, mescoliamo insieme la chimica organica e quella inorganica, mentre molte ricerche sugli incendi in genere considereranno solo un'area tematica", ha affermato la biogeochimica del suolo Claudia Avila, che ha co-diretto lo studio con Alandra Lopez, Ph.D. '22, mentre entrambi i ricercatori erano studiosi post-dottorato nel laboratorio del professor Scott Fendorf della Stanford Doerr School of Sustainability.
"Una migliore comprensione dei meccanismi molecolari del suolo può aiutare a spiegare, ad esempio, perché l'acqua potabile proveniente da un bacino idrografico colpito da un incendio diventa improvvisamente più tossica, o perché una foresta non torna più", ha affermato Thomas Borch, chimico del suolo della Colorado State University. , autore senior dello studio.
La revisione evidenzia prove provenienti da studi recenti che suggeriscono che gli incendi potrebbero rilasciare nell’atmosfera più anidride carbonica che riscalda il pianeta del previsto. I resti simili al carbone del legno bruciato e di altri materiali organici, noti come nerofumo, potrebbero non intrappolare l'anidride carbonica per lunghi periodi, come speravano gli scienziati.
"Il carbonio che è passato attraverso gli incendi boschivi e diventa nero carbonio può in realtà trasformarsi più facilmente in anidride carbonica da parte dei microbi di quanto si pensasse in precedenza", ha affermato Fendorf, professore di Terry Huffington a Stanford.
"Dal punto di vista climatico, abbiamo ancora una scarsa comprensione di quanto carbonio rimasto dopo un incendio possa potenzialmente trasformarsi in gas serra, come l'anidride carbonica", ha affermato Borch, che ha lavorato nel laboratorio di Fendorf come ricercatore. borsista post-dottorato 20 anni fa.
Gli incendi possono avere molti benefici per gli ecosistemi, notano gli autori. Alcuni incendi possono aumentare l’azoto nel suolo e aumentare la solubilità in acqua del carbonio organico del suolo, ad esempio, ponendo le basi per la ricrescita. Tuttavia, il recupero dipende dalla presenza di altre sostanze chimiche. Ad esempio, alcuni tipi di molecole organiche formatesi nel terreno durante gli incendi sono necessari affinché molti semi possano germinare.
Se la chimica del suolo locale e le condizioni degli incendi non producono una quantità sufficiente di queste molecole, chiamate karrikin, la vegetazione potrebbe essere bloccata.
Altre ricerche incluse nella nuova revisione hanno dimostrato che gli incendi possono raddoppiare la concentrazione nel suolo di un gruppo di sostanze chimiche tossiche note come idrocarburi policiclici aromatici, che possono indurre reazioni chimiche che inibiscono la rivegetazione. Questi effetti su scala molecolare potrebbero benissimo spiegare il mistero di vaste aree in cui gli alberi hanno faticato a ristabilirsi dopo gli incendi nelle Montagne Rocciose, ha affermato Borch.
Gli incendi possono anche alterare le proprietà chimiche dei materiali inorganici come i metalli all’interno del suolo. Il fuoco può trasformare i metalli in forme pericolose che si muovono facilmente nell'ambiente, finendo nell'aria o nell'acqua vicina, hanno spiegato gli autori, citando la recente ricerca di Fendorf e Lopez.
Gli scienziati hanno documentato livelli elevati di una forma pericolosa del cromo metallico nei siti di incendi derivanti dalla trasformazione indotta dal calore di forme benigne di cromo presenti in natura. Nei siti in cui incendi estremamente caldi e prolungati hanno cotto il terreno a temperature elevate per periodi prolungati, il cromo è rimasto per molti mesi fino al successivo grande evento piovoso.
Altre ricerche sul cromo indicano che, dopo incendi di minore intensità, i resti di tessuti vegetali e animali nel suolo possono consentire alla forma tossica del cromo di ritornare alla sua forma inerte. Nel loro insieme, questi studi illustrano la realtà più ampia secondo cui gli impatti degli incendi sulla chimica del suolo dipendono dalla natura complessa dell'incendio e del paesaggio, comprese la durata e la temperatura dell'incendio.
Una sorveglianza e una modellizzazione più ampie potrebbero informare le strategie per proteggere vite umane, proprietà e risorse naturali, nonché decisioni sulla gestione della fauna selvatica. Avila offre un esempio di come questo approccio alla gestione informata potrebbe aiutare a prevenire la lisciviazione di metalli nelle riserve di acqua potabile.
"Identificando un'area che ha un alto potenziale, ad esempio, di rilascio di cromo, possiamo richiedere ustioni prescritte di minore intensità e ridurre il rischio di incendi ad alta intensità e che rilasciano tossine", ha affermato Avila, che ora è assistente professore di scienze ambientali e oceaniche presso l'Università di San Diego.
"Se riusciamo a cogliere la complessità dei processi intrecciati che si verificano sia sul lato organico che su quello inorganico, allora questo ci aiuta a avere la capacità di prevedere gli esiti di diversi incendi, paesaggi e condizioni geologiche", ha affermato Fendorf.
Ulteriori informazioni: Alandra Marie Lopez et al, Approfondimenti molecolari e impatti dei cambiamenti chimici del suolo indotti dagli incendi, Nature Reviews Terra e ambiente (2024). DOI:10.1038/s43017-024-00548-8
Informazioni sul giornale: Natura Recensioni Terra e Ambiente
Fornito dall'Università di Stanford
