Potresti pensare alla polvere come a un fastidio da aspirare e smaltire, ma in realtà, su scala più ampia, è molto più importante di quanto la maggior parte delle persone creda. A livello globale, la polvere svolge un ruolo fondamentale nella regolazione del clima, del bilancio delle radiazioni, dei cicli dei nutrienti, della formazione del suolo, della qualità dell'aria e persino della salute umana.
Ma la nostra comprensione è stata ostacolata dalle limitazioni degli attuali modelli matematici. Questi modelli, basati su metodi sviluppati decenni fa, faticano a simulare accuratamente le proprietà e le quantità di polvere.
L’ultima ricerca condotta da me e dai miei colleghi fa luce su queste limitazioni e suggerisce un quadro più sfumato della polvere. I nostri risultati rivelano che le emissioni di polvere non sono costanti ma cambiano stagionalmente e tra gli emisferi, attraverso deserti e arbusti. Ciò mette in discussione l'idea di lunga data secondo cui il Nord Africa e il Medio Oriente sono le principali fonti di polvere globale.
Utilizzando due tipi di dati satellitari, la nostra ricerca suggerisce che le emissioni di polvere durante le tempeste di polvere sono rare e localizzate, proprio come i fulmini, e si verificano in luoghi in costante cambiamento.
Il ciclo di emissione, trasporto e deposizione delle polveri ha effetti positivi e negativi sul nostro ambiente. I nutrienti presenti nella polvere depositata fertilizzano i nostri oceani e le foreste pluviali. Ma la polvere proveniente dai sedimenti erosi può anche danneggiare piante e alberi e interrompere la fotosintesi, mentre la polvere depositata sul ghiaccio aumenta la velocità con cui si scioglie.
Le variazioni nella composizione della polvere, come il tipo e il colore dei minerali, creano un complesso cocktail di particelle iniettate nell'atmosfera. Questo, a sua volta, interagisce con le nuvole per influenzare il modo in cui la luce solare viene riflessa o assorbita, regolando in definitiva la temperatura della Terra.
Pertanto, è fondamentale comprendere con precisione da dove provengono le emissioni di polvere, in quali quantità, come viene trasportata attraverso il pianeta e dove finisce.
I modelli di emissione di polveri sono stati sviluppati quasi 30 anni fa, quando c’erano molti meno dati disponibili. Di conseguenza, i modelli ormai classici del ciclo delle polveri facevano alcune ipotesi. Un presupposto importante era che la superficie terrestre fosse uniformemente ricoperta da materiale perennemente sciolto e secco, che era sempre disponibile e causava emissioni di polvere.
Tuttavia, ora sappiamo dalle misurazioni sul campo che i suoli sono spesso incrostati o ricoperti da diversi tipi di ghiaia. Si presumeva che anche la soglia affinché il vento sollevasse il suolo e lo rilasciasse nell'atmosfera fosse fissa e immutabile nel tempo.
Ora sappiamo anche che i sedimenti si muovono nel paesaggio e potrebbero non essere sempre disponibili. La vegetazione che ricopre il suolo riduce la velocità del vento nel raggiungere la superficie del suolo, riducendo quindi l'emissione di polvere. I modelli di polvere presuppongono ancora che il "verde" indichi la presenza di vegetazione. Tuttavia, nelle zone aride dove avviene la maggior parte delle emissioni di polvere, la vegetazione è spesso marrone, ma la sua asperità riduce comunque la velocità del vento e protegge il terreno dalle emissioni di polvere.
Di conseguenza, i modelli classici del ciclo delle polveri hanno sovrastimato la quantità di emissioni di polvere. Queste debolezze sono rimaste da quando sono stati sviluppati i modelli. Ciò è dovuto principalmente al fatto che i modellisti presumono che, adattando i loro modelli del ciclo della polvere alle misurazioni della polvere nell'atmosfera, supereranno eventuali punti deboli nella modellazione delle emissioni di polvere.
Quasi un decennio fa abbiamo sviluppato un nuovo approccio utilizzando l’ombra per stimare quanta parte della velocità del vento viene ridotta dalle asperità, come la vegetazione, sulla superficie terrestre. Questo approccio era ancora limitato dai presupposti del modello precedente descritti.
Tuttavia, durante la pandemia, gli studi sul campo tradizionali sono diventati impossibili. Quindi, abbiamo adottato un nuovo approccio. Utilizzando i satelliti, abbiamo prodotto una raccolta globale di punti di emissione di polveri. Ciò ha fornito dati preziosi e ha aperto la strada a ulteriori ricerche.
Abbiamo scoperto che i modelli esistenti sovrastimavano il ruolo del Nord Africa come fonte primaria di emissioni globali di polveri. La nostra ricerca mostra che le emissioni di polvere si spostano stagionalmente e tra gli emisferi, dai deserti dell'Asia orientale, del Medio Oriente e del Nord Africa, nonché dalle zone arbustive dell'Australia e del Nord America.
I modelli attuali hanno fornito solo una frazione della storia basata sulla polvere nell’atmosfera sopra il Nord Africa e il Medio Oriente. Si prevedeva che nell’emisfero meridionale si sarebbero verificate poche emissioni di polvere. Ma questo contrasta con le osservazioni sul campo e con le esperienze delle persone in quelle regioni.
Queste nuove scoperte sono cruciali per i modelli su larga scala perché le proprietà della polvere sono diverse a seconda della loro provenienza. Non solo, ma la polvere può cambiare man mano che viene trasportata all'interno di un emisfero verso diverse destinazioni dove si deposita sulla terra, nei nostri oceani e sulle calotte polari.
La nostra nuova comprensione della distribuzione, della quantità e dei cambiamenti stagionali delle polveri ha implicazioni significative. Richiederà una revisione delle ricostruzioni storiche che spieghino i cambiamenti climatici del passato. Le nostre scoperte influenzeranno anche le proiezioni climatiche future e il modo in cui il ciclo della polvere interagisce con i cicli del carbonio, dell'energia e dell'acqua dei sistemi terrestri.
Fornito da The Conversation
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