Il riscaldamento globale accelera le emissioni di CO₂-Le emissioni dei microbi del suolo

L'aumento dell'anidride carbonica (CO₂)La concentrazione di CO2 nell'atmosfera è una delle cause principali del riscaldamento globale: circa un quinto delle emissioni di CO₂ nell'atmosfera proviene da fonti presenti nel suolo. Ciò è in parte dovuto all'attività di microrganismi come batteri, funghi e altri microrganismi che utilizzano l'ossigeno per decomporre gli organi (ad esempio la materia vegetale morta) nel suolo. Durante questo processo, la CO₂ viene rilasciata nell'atmosfera, che in ambito scientifico è noto come respirazione eterotrofa del suolo.

Un team di ricercatori dell'ETH di Zurigo, dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL, dell'Istituto di ricerca acquatica del Settore dei PF, l'Eawag, e dell'Università di Losanna è giunto a una conclusione di vasta portata sulla rivista scientifica Nature Communications. Il loro studio dimostra che la CO₂-I ricercatori prevedono che le emissioni rilasciate dai microbi del suolo nell'atmosfera terrestre non solo aumenteranno entro la fine di questo secolo, ma subiranno anche un'accelerazione a livello mondiale. Utilizzando un modello di calcolo, sono giunti alla conclusione che le emissioni di CO₂-Le emissioni dei microbi del suolo aumenteranno drasticamente entro il 2100. Nello scenario climatico più sfavorevole, potrebbero aumentare fino a circa il 40% in tutto il mondo, rispetto ai livelli attuali. "L'aumento previsto della CO₂-Le emissioni di anidride carbonica continueranno quindi a contribuire all'esacerbazione del riscaldamento globale. Ciò sottolinea l'urgente necessità di ottenere proiezioni più accurate dell'intensità della respirazione eterotrofa", afferma Alon Nissan, autore principale dello studio e L'ETH presso l'ETH, l'Istituto di ingegneria ambientale.

Umidità del suolo e temperatura come fattori chiave

I risultati non solo confermano studi precedenti, ma forniscono anche indicazioni più precise sui meccanismi e sull'entità della respirazione eterotrofa del suolo nelle varie zone climatiche. A differenza di altri modelli, che si basano su numerosi parametri, il nuovo modello matematico sviluppato da Alon Nissan semplifica le estrapolazioni utilizzando solo due fattori ambientali decisivi: L'umidità e la temperatura del suolo.

Il vantaggio del modello è anche che comprende tutti i livelli biofisici rilevanti, dal microlivello della composizione del suolo e della distribuzione dell'acqua nel suolo alle comunità vegetali come le foreste, agli interi ecosistemi, alle zone climatiche e persino alla scala globale. Peter Molnar, professore dell'Istituto di ingegneria ambientale dell'ETH, sottolinea l'importanza del modello teorico, che integra i grandi modelli del sistema terra, come segue: "Partendo dall'umidità e dalla temperatura del suolo, il modello ci permette di stimare l'intensità della respirazione microbica molto più facilmente. Inoltre, migliora la nostra comprensione di come la respirazione eterotrofa in diverse regioni climatiche contribuisca al riscaldamento globale".

Polare di CO₂-Le emissioni potrebbero più che raddoppiare

Uno dei principali risultati della collaborazione di ricerca guidata da Peter Molnar e Alon Nissan è che l'aumento delle emissioni microbiche di CO₂-nelle varie zone climatiche. Nelle fredde regioni polari, è soprattutto la diminuzione dell'umidità del suolo a contribuire all'aumento, piuttosto che un significativo aumento della temperatura. La situazione è diversa nelle zone calde e temperate. Alon Nissan sottolinea la sensibilità delle zone fredde: "Anche una piccola variazione del contenuto d'acqua può portare a un cambiamento significativo dell'intensità della respirazione nelle regioni polari".

Secondo i loro calcoli, la produzione microbica di CO₂-nelle regioni polari dovrebbero aumentare del 10% per decennio entro il 2100, nello scenario climatico più sfavorevole, vale a dire il doppio rispetto al resto del mondo. Questa discrepanza può essere attribuita alle condizioni ottimali per la respirazione eterotrofa, che si verificano quando i suoli sono in uno stato "semi-saturo", cioè né troppo secco né troppo umido. Queste condizioni prevalgono nelle regioni polari quando i terreni si scongelano.

Al contrario, i suoli di altre zone climatiche, che sono già relativamente secchi e tendono a seccarsi ulteriormente, mostrano un aumento relativamente minore della CO₂-emissioni. Indipendentemente dalla zona climatica, tuttavia, l'influenza della temperatura rimane la stessa: Con l'aumento della temperatura del suolo, aumenta anche l'emissione di CO₂.

Quanto la CO₂-aumenterà a seconda della zona climatica.

Nel 2021, la maggior parte delle emissioni di CO₂-Le emissioni dei microbi del suolo provengono principalmente dalle regioni calde della Terra. In particolare, il 67% di queste emissioni proviene dai tropici, il 23% dai subtropici, il 10% dalle zone temperate e solo lo 0,1% dalle regioni artiche o polari.

I ricercatori si aspettano un notevole aumento delle emissioni microbiche di CO₂-in tutte le regioni rispetto ai livelli osservati nel 2021. Entro il 2100, si prevede un aumento del 119% nelle regioni polari, del 38% nei tropici, del 40% nei subtropici e del 48% nelle zone temperate.

I suoli diventeranno un contatto con la CO₂-Un lavandino o una fonte di CO₂-Qual è l'origine dell'atmosfera?

Il bilancio del carbonio nel suolo, che determina se il suolo è una fonte o un pozzo di carbonio, dipende dall'interazione di due processi cruciali: la fotosintesi, in cui le piante producono CO₂ assorbimento e respirazione, che rilascia CO₂ viene rilasciata. Pertanto, lo studio delle emissioni microbiche di CO₂-Lo studio delle emissioni di carbonio è fondamentale per capire se i suoli saranno in grado di assorbire la CO₂ saranno immagazzinate o rilasciate.

"A causa dei cambiamenti climatici, l'entità di questi flussi di carbonio - sia l'afflusso attraverso la fotosintesi che il deflusso attraverso la respirazione - è incerta. Tuttavia, la loro entità avrà un impatto sul ruolo dei suoli, che ancora oggi sono un serbatoio di carbonio", spiega Alon Nissan.

Nello studio attuale, i ricercatori si sono concentrati principalmente sulla respirazione eterotrofa. La CO₂-che le piante rilasciano attraverso la respirazione autotrofa non sono ancora state studiate. Ulteriori ricerche su questi fattori forniranno una comprensione più completa delle dinamiche del carbonio negli ecosistemi del suolo.