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Azoto a volontà

 By RP Siegel

Di questi tempi non è facile trovare buone notizie in materia di cambiamento climatico. Più ne sappiamo, più sembra che le valutazioni fatte finora siano troppo ottimistiche, perché non considerano nuovi impatti che si stanno rilevando, molti dei quali non faranno che aggravare ulteriormente le condizioni climatiche del nostro pianeta, già sotto assedio…

(immagine di copertina da UCL Mathematical & Physical Sciences CC 2.0)

Anche se la notizia di oggi non è tale da costituire un punto di svolta, dimostra tuttavia che nel pianeta ci sono alcune forze naturali sinora sconosciute che tendono, e lo fanno da un sacco di tempo, al riequilibrio. Vale a dire che tali forze agiscono nella stessa direzione dei nostri sforzi volti a contrastare le conseguenze più negative del cambiamento climatico.
Ben Houlton dirige il John Muir Institute of the Environment presso la University of California Davis. È un esperto di biogeochimica negli ecosistemi, disciplina che considera l’interfaccia tra sistemi viventi e geologia. Da anni Houlton studia il ciclo dell’azoto. L’azoto è un componente fondamentale del DNA, quindi un elemento essenziale per tutti gli organismi viventi. Sebbene sia molto abbondante in natura – costituisce quasi l’80% dell’aria – l’azoto è presente perlopiù in forma non utilizzabile dagli organismi viventi, in quanto è estremamente inerte. Di fatto la quantità di azoto presente in una determinata area è spesso il fattore che limita la crescita delle piante. Questo è il motivo dello sviluppo e dell’uso dei fertilizzanti chimici, che forniscono quantità supplementari di azoto, insieme a fosforo e potassio.
Sappiamo che la presenza di anidride carbonica nell’aria può contribuire a favorire la crescita di alcune piante (un’altra interazione negativa che agisce a nostro vantaggio), che a loro volta sono in grado di rimuovere CO2 dall’atmosfera, trattenendola nelle foglie, negli steli, nella corteccia, ecc., man mano che crescono. Ma l’entità della loro crescita, come detto sopra, può essere limitata dall’azoto a disposizione.

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Tafoni, un tipo di erosione a struttura cavernosa, si sviluppa principalmente grazie a processi chimico-fisici di erosione di origine salina (Dawn Endico, Wikimedia)

La scoperta

Ciò che Houlton ha scoperto, utilizzando tecniche quali l’impronta isotopica per seguire le molecole di azoto nel loro percorso nell’ambiente, è che la quantità di azoto contenuta nella roccia madre è molto più elevata di quanto si pensasse. Ora sappiamo che fino al 26% di tutto l’azoto del pianeta si trova nel terreno. È l’erosione delle rocce che libera l’azoto. Ciò significa che l’azoto totale disponibile per la crescita delle piante è molto di più di quanto pensassero gli scienziati.
“Prima del nostro lavoro”, ha spiegato Houlton, “si riteneva che l’azoto che entra negli ecosistemi sulla Terra provenisse dall’atmosfera seguendo alcuni percorsi differenti”. Fin dagli anni ’70 i geologi sanno che c’è tantissimo azoto immagazzinato nelle rocce, ma non si sono mai interessati molto a questo fatto. Houlton “ha creato un ponte, mettendo questa scoperta in relazione con le piante e i terreni”.
Mentre le rocce possono essere state a una notevole profondità quando hanno immagazzinato l’azoto, poi si fanno strada gradualmente verso la superficie attraverso un processo chiamato sollevamento tettonico, che finisce per riportarle in prossimità della superficie dove sono esposte agli elementi e a disposizione delle radici delle piante. Proseguendo nel suo studio, Houlton ha verificato che ciò è vero “in misura significativa per la biologia.”
“L’implicazione”, afferma Houlton, “è che molti modelli hanno suggerito che, poichè il clima continua a cambiare, gli ecosistemi terrestri non saranno in grado di continuare ad assorbire le nostre emissioni di CO2. Al momento circa il 25% delle nostre emissioni CO2 sono assorbite da piante viventi e dal suolo.” Molti di questi modelli prevedono però che questo processo finirà per essere ridimensionato dalla carenza di azoto disponibile. “Noi sosteniamo che ciò potrebbe anche essere vero, ma che c’è comunque molto più azoto a disposizione degli ecosistemi di quanto pensassimo un tempo”. Ciò significa che gli ecosistemi potrebbero assorbire inquinanti carbonici per un periodo di tempo più lungo di quanto previsto”.

Salvare il pianeta

Secondo Houlton il ruolo delle rocce nella sopravvivenza dei sistemi viventi è stato di gran lunga sottostimato. Al punto che, a suo parere, “senza l’erosione delle rocce l’intero sistema Terra finirebbe”.

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Roccia colonizzata e ripartita dalla vegetazione che cresce all'interno delle fessure (Christine Christie)

“A livello di scale cronostratigrafiche (milioni di anni), è stata l’erosione rocciosa a controllare il clima della Terra”. Ciò, spiega Houlton, deriva dal fatto che il tasso di erosione rocciosa aumenta con la temperatura. Nella fase di erosione, le rocce immagazzinano CO2. Quando la temperatura si abbassa, ne immagazzinano di meno. Questo effetto agisce da regolatore della temperatura del pianeta.
Il risultato è che l’erosione rocciosa è parte integrante della vita del pianeta, oggi più che mai. L’erosione rocciosa da sola ne è responsabile.
“Non dobbiamo pensare a questo fenomeno soltanto a livello di milioni di anni, dobbiamo ragionare anche su una scala di decenni o secoli, perché i nutrienti che provengono dalle rocce partecipano anche al ciclo del carbonio, alimentando la vita sul pianeta. I modelli attuali indicano che l’erosione da sola rimuove circa 0,3 miliardi di tonnellate di carbonio all’anno. Dobbiamo però anche considerare che le rocce rilasciano poi questo azoto che consente alle piante di assorbire quantitativi maggiori della nostra CO2. Dobbiamo quindi davvero iniziare a seguire l’intero viaggio di una roccia attraverso il ciclo del carbonio al fine di capire meglio come prevedere il cambiamento climatico di questo secolo”.

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RP Siegel