Perché i fiumi sono fondamentali nel ciclo globale del carbonio

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Vista satellitare del delta del fiume Lena, nella Siberia nord-orientale, che sf
Vista satellitare del delta del fiume Lena, nella Siberia nord-orientale, che sfocia nell’Oceano Artico. NASA
Presentando una panoramica aggiornata dei flussi di carbonio dei sistemi fluviali, l’EPFL, l’INRAE e l’Université Libre de Bruxelles dimostrano il loro ruolo centrale nel ciclo del carbonio e sostengono la creazione di un osservatorio globale dei fiumi.

Quando si parla dei principali attori del ciclo globale del carbonio, si citano sempre prima gli oceani e i suoli, ma raramente i fiumi. Eppure il loro ruolo è centrale, spiega Tom Battin, responsabile del River Ecosystem Research Laboratory (RIVER) dell’EPFL. Su invito della rivista scientifica Nature, spiega la loro importanza nel contesto del cambiamento globale.

Il professore ordinario della Facoltà di Ambiente Naturale, Architettonico e Costruito (ENAC) ha convinto una dozzina di scienziati del settore a collaborare a questo articolo. Per la prima volta, i dati congiunti mostrano perché i sistemi fluviali sono così importanti nel ciclo del carbonio con cifre aggiornate.

Calcolo dei flussi di carbonio

Gli scienziati hanno analizzato nel dettaglio il metabolismo dell’ecosistema dei sistemi fluviali. "Molto più complesso di quello umano, il metabolismo fluviale consuma e produce ossigeno e CO2 attraverso la respirazione microbica e la fotosintesi. Dobbiamo capirlo bene per poterne quantificare le conseguenze", spiega Tom Battin. "Conoscere il metabolismo degli ecosistemi è fondamentale per calcolare meglio il ciclo del carbonio, poiché controlla lo scambio di gas serra e ossigeno con l’atmosfera", aggiunge Pierre Regnier, professore all’Université Libre de Bruxelles e coautore dell’articolo. "Esistono stime globali recenti per i laghi, gli ambienti costieri e l’oceano aperto. Il nostro studio sui fiumi fornisce il pezzo mancante del puzzle, aprendo la porta a una quantificazione globale e integrata di questo processo chiave per l’intero ’Pianeta Blu’". A tal fine, gli scienziati hanno raccolto tutte le misure attualmente disponibili relative alla respirazione e alla fotosintesi negli ecosistemi fluviali.

I dati evidenziano il legame tra il metabolismo fluviale e il ciclo del carbonio terrestre e marino su scala globale. Quando i fiumi scorrono verso gli oceani, il loro metabolismo consuma il carbonio organico terrestre, come le foglie. Questo processo produce poi CO2 che viene rilasciata nell’atmosfera. La materia organica terrestre non metabolizzata nei fiumi e la CO2 non emessa nell’atmosfera vengono trasportate negli oceani, dove queste forme di carbonio possono influenzare la biogeochimica delle acque costiere.

Inoltre, Tom Battin e i suoi colleghi spiegano che il metabolismo dei fiumi è particolarmente influenzato dai cambiamenti climatici, dall’urbanizzazione, dall’agricoltura o dalla regolazione del flusso d’acqua come le dighe. Ad esempio, in agricoltura, una grande quantità di azoto contenuto nei fertilizzanti viene trasferita ai fiumi. L’eccesso di azoto, insieme all’aumento delle temperature dovuto al riscaldamento globale, può causare l’eutrofizzazione. Grazie a questo fenomeno, le alghe proliferano e poi muoiono, creando un ambiente favorevole alla produzione di metano, un gas serra più potente della CO2. L’eutrofizzazione può anche essere esacerbata dalla costruzione di dighe, che può portare a un aumento delle emissioni di CO2 e metano.

Creazione di un osservatorio fluviale
In seguito a queste osservazioni, i ricercatori propongono di creare un sistema di osservazione fluviale globale chiamato RIOS (RIver Observation Systems) appositamente progettato per analizzare i flussi di carbonio. Questi RIOS permetterebbero di integrare i dati trasmessi dai sensori nei fiumi con un sistema di osservazione satellitare per alimentare modelli matematici e ottenere proiezioni dei flussi di carbonio. "RIOS servirebbe anche come strumento diagnostico per rilevare il ’polso’ dei fiumi in tempo reale e intervenire in caso di problemi". I fiumi sono come il nostro sistema sanguigno. Devono lavorare per evitare di paralizzare l’intero sistema", afferma Tom Battin. Quindi l’appello viene lanciato.

Riferimenti

Tom Battin, Ronny Lauerwald, Emily S. Bernhardt, Enrico Bertuzzo, Lluís Gómez Gener, Robert O. Hall, Jr, Erin R. Hotchkiss, Taylor Maavara, Tamlin M. Pavelsky, Lishan Ran, Peter Raymond, Judith A. Rosentreter, Pierre Regnier, "River ecosystem metabolism and carbon biogeochemistry in a changing world", Nature, 18 gennaio 2023