Ed è proprio questa combinazione quella descritta nella ricerca pubblicata sulla rivista Earth System Science Data da un gruppo legato alle istituzioni brasiliane. Il lavoro ha prodotto una serie di mappe che descrivono in modo più accurato la quantità delle diverse forme chimiche di fosforo nel suolo dell'Amazzonia. "Costruite" utilizzando una nuova metodologia basata sull'intelligenza artificiale, le mappe confermano che la regione ha una concentrazione molto bassa del minerale.

L'impatto di ciò è che la mancanza di fosforo influisce sul ciclo di crescita delle specie e può, ad esempio, impedire agli alberi di reagire all'aumento del biossido di carbonio associato al cambiamento climatico.

"Quando stavamo lavorando su modelli di vegetazione per comprendere il comportamento climatico in Amazzonia, ci siamo resi conto che c'erano informazioni specifiche sulla quantità di fosforo nel suolo. Normalmente, nei metodi precedenti, queste mappe utilizzavano solo i tipi di suolo [classi] come predittori di il minerale Abbiamo visto che sarebbe stato necessario includere altri attributi ambientali, quindi abbiamo sviluppato una nuova tecnica statistica basata sull'apprendimento automatico a partire dai dati esistenti," spiega João Paulo Darela Filho, che attualmente è ricercatore post-dottorato presso l'Università Tecnica di Monaco. (Germania).

Darela Filho ha iniziato a lavorare al progetto durante i suoi studi di dottorato, che si sono conclusi nel 2021.

All’epoca, il suo obiettivo era incorporare nel modello di Caetê i dati sui cicli di nutrienti come l’azoto e il fosforo, che sono importanti per comprendere il comportamento della crescita degli alberi. Caetê, che significa "foresta vergine" in lingua Tupi-Guarani, è un algoritmo in grado di proiettare il futuro della vegetazione amazzonica presentando scenari di trasformazione della foresta.

Il primo nel suo genere ad essere esclusivamente brasiliano, il suo nome deriva dall'acronimo CArbon e dal modello di valutazione dei tratti funzionali dell'ecosistema.

Caetê è stato sviluppato da un team del Laboratorio di Scienze del Sistema Terra dell'Università Statale di Campinas (UNICAMP), coordinato dal professor David Montenegro Lapola, autore dell'articolo insieme a Darela Filho.

"Le mappe prodotte sotto la guida di João Darela rappresentano un passo indispensabile per far avanzare la nostra comprensione di come le foreste tropicali, che sono generalmente limitate in termini di fosforo, reagiranno ai cambiamenti climatici e ad altri disturbi umani", ha detto Lapola ad Agência FAPESP.

I ricercatori hanno utilizzato dati provenienti da 108 siti in Amazzonia. Hanno utilizzato un approccio basato su modelli di regressione forestale casuale che erano stati addestrati e testati per prevedere diverse forme di fosforo:totale, disponibile, organico, inorganico e occluso (quando è legato ad altre sostanze). Hanno inoltre utilizzato informazioni sui tipi di terreno di riferimento e altre proprietà come geolocalizzazione, livelli di azoto e carbonio, elevazione e pendenza del terreno, pH del suolo, precipitazioni medie annuali e temperatura.

I modelli di regressione forestale hanno mostrato livelli di precisione medi superiori al 64%, a seconda della forma del fosforo. Per il minerale totale, la precisione ha raggiunto il 77,3%.

I risultati della ricerca hanno mostrato che la concentrazione media di fosforo totale riscontrata nel set di dati analizzati era di 284,13 milligrammi per chilogrammo di terreno (mg kg ⁻¹ ). Questa quantità è considerata bassa se paragonata alla media globale:570 mg kg ⁻¹ . Analizzando le mappe, si è constatato che i siti più ricchi di fosforo si trovano al confine tra le Ande e l'Amazzonia, in contrasto con i suoli più antichi delle pianure amazzoniche, situati nella regione orientale.

Gli scienziati ritengono che le nuove mappe potrebbero essere utili per parametrizzare e valutare i modelli dell'ecosistema terrestre e potrebbero persino fornire risposte sulla relazione tra suolo e vegetazione nella regione amazzonica.

"L'apprendimento automatico, con l'uso dell'intelligenza artificiale, sarà sempre più applicato nella scienza, soprattutto per le proiezioni future. Le nostre mappe potranno essere utilizzate da altri ricercatori per capire come l'Amazzonia risponderà ai cambiamenti climatici", aggiunge Darela Filho.

Uno studio internazionale condotto da un team tra cui Lapola e presentato sulla copertina del numero di febbraio di Nature ha dimostrato che quasi la metà dell'Amazzonia è diretta verso un punto di non ritorno entro il 2050, il che significa che è probabile che la foresta perderà la sua resilienza alle siccità estreme e alla deforestazione.

Lo studio stima che tra il 10% e il 47% delle aree della regione saranno esposte a disturbi e minacce che potrebbero innescare transizioni “inaspettate” negli ecosistemi e aggravare il cambiamento climatico regionale. La deforestazione accumulata, il riscaldamento globale, la quantità di precipitazioni annuali nel bioma, l’intensità della stagione delle piogge e la durata della stagione secca erano considerate situazioni stressanti. Il rischio è la conversione del bioma in aree di savana che non sono in grado di svolgere il ruolo di sequestro del carbonio.