Il ciclo del carbonio dallo spazio, con la sonda Pace

Servizio di Valentina Guglielmo
Animazioni di Nasa Goddard Space Flight Center
Colonna sonora “Undertow”, di Scott Buckley

Tra settembre 2019 e marzo 2020, gli incendi hanno ucciso miliardi di animali e decimato più di 200 mila chilometri quadrati di foresta australiana, un'area più grande del Nebraska. A migliaia di chilometri di distanza, nell'Oceano Meridionale, si sono verificate massicce fioriture di alghe che hanno coperto una superficie più grande dell’Australia stessa. Come sono collegati questi incendi selvaggi con le fioriture oceaniche?
Per capirlo, dobbiamo guardare il ciclo del carbonio, e cioè il flusso di carbonio attraverso i suoi serbatoi nell'atmosfera, nelle piante e negli animali, nella terra e nell'oceano. Il ciclo del carbonio è uno dei processi chiave per mantenere la vita sulla Terra, e dipende principalmente dalle piante terrestri e dal fitoplancton acquatico. Sulla terraferma, la maggior parte del carbonio è infatti immagazzinato nelle foreste. Le piante assorbono l'anidride carbonica dall'atmosfera e la conservano nelle cellule. Usando l'energia del Sole, combinano anidride carbonica e acqua per formare carboidrati, come il glucosio, e ossigeno. In questo processo di fotosintesi, l'anidride carbonica viene convertita in materiale cellulare a base di carbonio.
Il carbonio immagazzinato nelle piante può essere trasferito quando gli animali le mangiano, quando le piante muoiono e si decompongono o, come avvenuto in Australia, quando si consumano in un incendio. In tutti questi casi, succede che il materiale cellulare a base di carbonio diventa anidride carbonica che finisce nell'atmosfera.
Negli oceani, l'anidride carbonica viene assorbita dal fitoplancton, fatto di organismi microscopici che attraverso la fotosintesi convertono anidride carbonica, acqua e luce solare in carboidrati ossigeno.
L'anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera diventa quindi disponibile per la fotosintesi acquatica. In generale, comunque, ogni cambiamento che sposta il carbonio da un serbatoio ne immette di più in altri.
Ma la fotosintesi richiede anche nutrienti come azoto, fosforo e ferro, e senza le giuste proporzioni di questi, semplicemente non avviene, come accade ad esempio nelle zone dell'oceano carenti di ferro al largo dell'Australia.
Gli aerosol atmosferici rilasciati dagli incendi contengono carbonio e altri nutrienti essenziali per la crescita delle piante, come il ferro, e quando si depositano sulla superficie dell'oceano, rendono disponibili questi nutrienti per la fotosintesi. Si pensa, pertanto, che il ferro proveniente dagli incendi australiani abbia stimolato le massicce fioriture di fitoplancton dell'Oceano meridionale, fioriture di portata tale da convertire quasi tutta l’anidride carbonica rilasciata dagli incendi in carboidrati e materiale cellulare. Ecco perché il punto di osservazione dallo spazio è fondamentale. Dai satelliti possiamo osservare come cambia il movimento del carbonio quando si verificano eventi su larga scala come gli incendi e collegarli con altri come l’eccezionale fioritura nell'Oceano meridionale.
La missione della NASA Plankton, Aerosol, Cloud, and ocean Ecosystem, o PACE, è specificamente progettata per studiare la connessione tra atmosfera e oceano con una risoluzione senza precedenti. Gli strumenti di PACE analizzeranno la composizione e la distribuzione delle enormi miscele di aerosol e microrganismi acquatici. A bordo ci sono due polarimetri, strumenti che misurano gli angoli specifici della luce riflessa, permettendo, ad esempio, di distinguere fra i vari tipi di aerosol rilasciati durante incendi. Il sensore di punta di PACE, l'Ocean Color Instrument, o OCI, coprirà vaste zone dell'oceano, misurando le concentrazioni di pigmenti fotosintetici, e permettendo di decifrare i diversi tipi di fitoplancton.

“Con uno strumento come l'OCI, che misura l'intero spettro di colori, possiamo iniziare a distinguere le specie, i diversi gruppi funzionali e le diverse comunità di fitoplancton esistenti”.
I dati di PACE aiuteranno a definire queste comunità, consentendo di fare connessioni fra i diversi serbatoi del ciclo del carbonio. Secondo le stime questi incendi hanno emesso nell'atmosfera un'enorme quantità di carbonio e altri aerosol, volumi addirittura superiori alle emissioni annuali dell'Australia fra incendi e combustibili fossili insieme. Questi aerosol, dicevamo, contenevano nutrienti essenziali che si pensa abbiano stimolato la rapida crescita del fitoplancton nell'Oceano meridionale.

Gli incendi che hanno devastato l'Australia sono solo un esempio di come i sistemi terrestri siano collegati tra loro in modi che stiamo iniziando solo ora a comprendere appieno. Con i dati di PACE, otterremo un quadro più chiaro del carbonio e del suo legame con l'uso del suolo, gli incendi, gli aerosol atmosferici e le comunità marine e, otterremo anche un miglioramento dei dati da inserire nei modelli climatici.

[evelinapaganin]

Che meraviglia questo ciclo, che mente suprema deve averlo programmato, e non è l'unico sistema che è stato programmato vista la perfezione dall'universi alla vita che la terra ospita perché l'unico posto adatto, o è venuto tutto a caso ?
Solo chi ignora la profondità di queste materie di studio può supporre il caso fortuito .