I ricercatori dell'ETH indagano su uno dei fiumi più oscuri del mondo
Per studiare il ciclo del carbonio nel bacino del Congo, i ricercatori si sono imbattuti in uno dei fiumi con le acque nere più scure del mondo: il Ruki. Come nasce questa oscurità e cosa ci dice sul ciclo del carbonio Chi siamo2-del sistema fluviale è descritto da un team di ricerca internazionale guidato dall'ETH di Zurigo nel primo studio sul flusso della giungla.
In breve
- Il fiume Ruki, in Congo, è uno dei fiumi di acque nere più scure al mondo, a causa dell'elevato contenuto di organi disciolti.
- La materia organica proviene principalmente dalla vegetazione forestale.
- Le torbiere lungo il fiume rilasciano attualmente pochissimo materiale organico nel Ruki perché le torbiere sono sommerse per la maggior parte dell'anno.
I ricercatori sono rimasti stupiti quando si sono imbattuti nel fiume Ruki: L'acqua di questo torrente, affluente del potente fiume Congo, è così scura che non si riesce a vedere la mano davanti agli occhi. "Il colore del fiume ci ha colpito profondamente", spiega Travis Drake, ricercatore all'ETH, che ha appena completato uno studio con i colleghi della cattedra di Agroecosistemi sostenibili di Johan Six e di altre università. pagina esternastudio sul fiume Ruki.
Il confronto con altri fiumi tropicali mostra che il Ruki è forse il fiume di acque nere più scuro del pianeta. ? certamente più scuro del famoso Rio Negro in Amazzonia. L'acqua del Ruki è così scura perché non trasporta quasi nessun sedimento a causa della sua bassa pendenza, ma grandi quantità di materia organica disciolta.
Queste sostanze contenenti carbonio entrano nel fiume principalmente con l'acqua piovana. La pioggia cade sulla vegetazione morta della giungla e dissolve gli organi del materiale vegetale morto. Il fiume, inoltre, inonda la foresta durante la stagione delle piogge. L'acqua si trova spesso a una vita di profondità sopra il suolo della foresta per settimane e drena solo molto lentamente. In questo modo, accumula sostanze organiche. "Il Ruki è in realtà un tè della giungla", spiega Drake.
Brughiere ricche di torba e foreste pluviali incontaminate
Non è solo l'acqua scura a essere speciale. Il Ruki, che sfocia nel Congo con una larghezza di un chilometro, è unico nel suo genere. Il suo bacino idrografico - grande più di quattro volte la Svizzera - è ancora coperto da una foresta pluviale di pianura incontaminata. Lungo il fiume si trovano anche grandi torbiere, che contengono enormi quantità di materiale vegetale morto e non decomposto e sono quindi importanti serbatoi di carbonio.
Nonostante la sua unicità e le sue dimensioni, il Ruki non è mai stato studiato scientificamente. Sebbene dagli anni '30 si sappia quanta acqua trasporta il fiume in ogni periodo dell'anno, non ci sono dati sulla sua composizione chimica. Ad esempio, il livello di carbonio organico disciolto (DO) e, soprattutto, la sua provenienza non sono ancora stati registrati o determinati.
Nel 2019, Drake e i suoi colleghi hanno quindi installato un punto di misurazione vicino a Mbandaka, poco prima della confluenza dei fiumi Ruki e Congo, e hanno misurato i volumi di scarico e i livelli d'acqua giornalieri ogni due settimane per un anno.
"Le nostre misurazioni sul posto dovevano essere effettuate con mezzi semplici", spiega Travis Drake. A Mbandaka non c'è una rete elettrica permanente, solo alcuni generatori diesel, quasi nessun'altra infrastruttura, nemmeno un trapano per montare l'asta di misurazione del livello dell'acqua. "Spesso si deve improvvisare", sorride.
Cosa rivelano i campioni d'acqua sul Ruki
Oltre alla misurazione dei volumi di scarico, sono stati prelevati campioni d'acqua e inviati al laboratorio dell'ETH di Zurigo per l'analisi. Nei campioni, i ricercatori hanno determinato la quantità di GOK e l'età della materia organica in base al carbonio radioattivo incorporato nel GOK. Tra le altre cose, i ricercatori volevano scoprire se la torba lungo il fiume rilascia carbonio e prima o poi si trasforma in CO2 viene decomposto.
I ricercatori analizzano l'acqua perché contiene le firme di carbonio dell'intero bacino idrografico, il che consente di trarre conclusioni sulla sua origine e sull'uso del suolo. Il vantaggio dell'analisi dell'acqua: "Dobbiamo prelevare campioni da un solo punto per ottenere informazioni su un'area enorme. ? come se un medico prendesse un campione di sangue per valutare lo stato di salute di un paziente", afferma Matti Barthel, coautore dello studio.
Un'idrologia inesplorata
Le analisi hanno confermato l'impressione visiva: "Il Ruki è uno dei sistemi fluviali più ricchi di biodiversità al mondo", sottolinea Barthel. Le sue acque contengono una quantità di composti organici di carbonio quattro volte superiore a quella del Congo e 1,5 volte superiore a quella del Rio Negro in Amazzonia.
Sebbene il bacino idrografico del Ruki rappresenti solo un ventesimo dell'intero bacino del Congo, il fiume fornisce un quinto del carbonio organico disciolto presente nel Congo.
Si tratta in genere di acidi organici che abbassano il valore del pH dell'acqua del fiume, rendendola più acida. Questo porta a un maggiore degassamento di anidride carbonica (CO2), poiché gli acidi dissolvono i carbonati nell'acqua e rilasciano CO2 rilascio. "La CO2-Le emissioni nell'intero bacino idrografico del Ruki sono piuttosto elevate, ma paragonabili a quelle di altri fiumi tropicali", spiega Drake. Ciò è dovuto al fatto che il Ruki scorre lentamente. Ciò significa che la CO2non fuoriescono così facilmente. "Se il flusso fosse turbolento, osserveremmo emissioni più elevate", spiega il ricercatore.
L'analisi degli isotopi del carbonio ha anche dimostrato che la maggior parte del carbonio proviene dalla vegetazione della foresta e non dalla torba, continua Drake. Solo in una breve finestra temporale, alla fine della stagione delle piogge nei mesi di marzo-aprile, quando il picco di deflusso è già passato, i ricercatori trovano prove che le torbiere rilasciano carbonio nell'acqua. Non è chiaro perché e come ciò avvenga in questo particolare momento. "Nel complesso, però, c'è poca torba nel fiume", dice Drake. "E questa è una buona notizia. Significa anche che le torbiere sono stabili".
Al momento non c'è pericolo che questo materiale organico venga rilasciato perché le torbiere sono sommerse per la maggior parte dell'anno e quindi prive di ossigeno. Tuttavia, le aziende tengono d'occhio le risorse naturali del bacino di Ruki. I cambiamenti nell'uso del suolo, ad esempio il disboscamento delle foreste, potrebbero modificare il regime di drenaggio del fiume. Ciò potrebbe causare l'essiccazione delle torbiere, che verrebbero decomposte dai batteri. In questo modo si libererebbe una grande quantità di CO2rilasciato. "Le torbiere del bacino del Congo immagazzinano circa 29 miliardi di tonnellate di carbonio", sottolinea Barthel. "? meglio per il clima se rimangono umide".
Progetto di ricerca a lungo termine
Johan Six e il suo gruppo studiano il ciclo del carbonio del bacino del Congo dal 2008. Si tratta di uno dei sistemi fluviali tropicali più importanti del pianeta. Il Congo trasporta grandi quantità di carbonio nel mare. Il ciclo del carbonio è influenzato dalla vegetazione del bacino idrografico e dall'uso del suolo. I ricercatori si sono imbattuti nel Ruki durante un'esplorazione per studiare il ciclo del carbonio - la biogeochimica - del bacino del Congo.
Dopo la deviazione verso il Ruki, gli scienziati stanno effettuando ricerche su altri affluenti del Congo, ad esempio il Kasa? o il fiume Fimi. In questo modo, stanno ricomponendo il puzzle del carbonio pezzo per pezzo.
Letteratura di riferimento
Drake TW, Barthel M, Mbongo Ekemba C, et al. Hydrology drives export and composition of carbon in a pristine tropical river, Limnography and Oceanography, 13 ottobre 2023, doi: pagina esterna10.1002/lno.12436