Rose Cory si trova in un flusso di acqua di fusione nell'Artico per raccogliere un campione e analizzare la composizione chimica dell'acqua del torrente. La materia organica del suolo conferisce al flusso il suo colore marrone dorato. Nell'acqua, il sole può raggiungere il carbonio dal terreno, indebolendolo e permettendo ai microbi di scomporlo e rilasciarlo nell'atmosfera come anidride carbonica. (Credito: Rose Cory / U. Michigan)

I microbi nel permafrost che mangiano carbonio indebolito dal sole e lo convertono in anidride carbonica potrebbero fornire un importante percorso per l'immissione di gas serra nell'atmosfera, suggerisce una nuova ricerca.

I ricercatori sapevano che la luce del sole che irradiava sul suolo permanentemente ghiacciato, o permafrost, nell'artico rompe il carbonio in quel permafrost e rilascia il gas serra nell'atmosfera, ma non sapevano come si stava verificando il processo.

In precedenza, Collin Ward, un recente studente di dottorato all'Università del Michigan e primo autore dello studio, ha mostrato che le comunità microbiche nel permafrost profondo possono adattarsi rapidamente a consumare carbonio indebolito dal sole. Il terreno permafrostico, in genere sepolto sotto terra, può essere esposto alla luce del sole una volta scongelato e risciacquato a un flusso in cui l'esposizione alla luce solare indebolisce il carbonio all'interno del permafrost, convertendolo in carbonio che queste comunità microbiche amano consumare.

Il nuovo studio mostra che la luce solare rende il suolo permafrost una festa per i microbi perché dà loro gli stessi tipi di carbonio che già amano mangiare: il carbonio che sono adatti a metabolizzare.

Come più del disgelo del permafrost - l'Artico si sta riscaldando ad una velocità due volte più veloce rispetto al resto del mondo - ha la capacità di rilasciare un'incredibile quantità di carbonio come anidride carbonica nell'atmosfera. Se tutto il carbonio contenuto nel permafrost fosse convertito in anidride carbonica, sarebbe più del doppio della quantità di carbonio nell'atmosfera. Pochissimi modelli che prevedono scenari climatici per il futuro includono queste emissioni di carbonio dal permafrost, afferma Rose Cory, professore associato di scienze della terra e dell'ambiente.

"È la differenza tra mangiare in un buffet con un sacco di scelte e alcune opzioni non molto buone contro l'essere in un buffet in cui ogni piatto è il tuo preferito", dice. "La luce solare trasforma un po 'di carbonio del suolo permafrost in" favoriti "di microbi, che li aiuta a convertire più di questo carbonio in anidride carbonica."

Un flusso di meltwater attraversa la neve nell'Artico. La materia organica del suolo conferisce al flusso il suo colore marrone dorato. (Credito: Jason Dobkowski / U. Michigan)

Il permafrost nell'Artico non può essere decomposto dai microbi fino a quando non si scalda e si scongela. Una volta che lo fa, le comunità microbiche native iniziano a decomporre questo carbonio del suolo, mangiandolo lentamente e, nel processo, trasformandolo in anidride carbonica.

Tuttavia, non tutta la decomposizione del carbonio nel terreno avviene nel suolo. La neve e la pioggia durante l'estate scaricano il carbonio del suolo in torrenti e laghi illuminati dal sole, dove il sole indebolisce il carbonio del suolo. Ricerche precedenti hanno dimostrato che i microbi erano molto più capaci di convertire il carbonio indebolito dal sole in anidride carbonica, ma non sapevano perché.

Per determinare come la luce del sole favorisce la produzione di anidride carbonica, Cory e la sua squadra hanno sottoposto campioni di terreno a spettrometria di massa ad altissima risoluzione prima e dopo essere stati esposti alla luce solare, e prima e dopo aver alimentato quella sostanza organica alla comunità batterica nativa. Hanno visto che le comunità batteriche stavano causando il rilascio di più di anidride carbonica nei campioni di suolo permafrost che erano stati esposti alla luce solare.

Hanno controllato i loro risultati con un altro metodo: esaminare la composizione della comunità microbica e l'espressione genica da parte dei microbi. I ricercatori hanno visto che, dopo l'esposizione alla luce solare, i microbi hanno riorganizzato il loro apparato metabolico per consumare carbonio indebolito dal sole.

Capire come la luce solare contribuisca al rilascio di anidride carbonica dalla Terra nell'atmosfera fornisce ai ricercatori un'ulteriore informazione su come determinare la velocità e la quantità di anidride carbonica rilasciata dal permafrost.

"È probabilmente il più grande metodo di feedback per causare più riscaldamento sulla Terra", dice Cory. "Siamo in una gara per capire quanto questo permafrost sarà convertito in anidride carbonica."

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I ricercatori riportano il loro lavoro sulla rivista Nature Communications.

Fonte: University of Michigan

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