La foresta tropicale del Congo è semplicemente diversa

Il bacino del Congo è la seconda area contigua di foresta tropicale più grande al mondo. Sebbene sia così grande e giochi un ruolo importante nel sistema climatico globale, non esistono dati empirici sullo scambio di gas tra la foresta e l'atmosfera. Le ricerche brancolano ancora nel buio, soprattutto per quanto riguarda i gas serra protossido di azoto e metano.

Da altre foreste tropicali si sa che sono una fonte importante di protossido di azoto e un pozzo per il metano. A causa della mancanza di dati comparabili per il Congo, l'unica cosa che è stata modellata finora è come questi gas serra si comportano lì. Tuttavia, i dati utilizzati per i modelli provengono dall'Amazzonia, dall'Indonesia e dalla parte tropicale dell'Australia, e gli scienziati hanno finora ipotizzato che il bacino del Congo si comporti allo stesso modo delle altre foreste tropicali.

Macchia bianca cancellata

Ora un team di ricerca internazionale guidato dal professor Johan Six dell'ETH ha ridotto al minimo questa macchia bianca. In una complessa e difficile campagna di misurazione durata diversi anni, gli scienziati hanno analizzato la quantità di metano e protossido di azoto che la foresta tropicale del bacino del Congo assorbe o rilascia. Il loro studio - uno dei primi su questo tema in questa parte del mondo - è stato appena pubblicato su pagina esternaComunicazioni sulla natura pubblicato.

Tra il 2016 e il 2020, i ricercatori hanno misurato i flussi di gas in diverse località di tre diversi tipi di foresta nel bacino del Congo. I tipi di foresta studiati comprendono la foresta tropicale di montagna e di pianura, nonché la foresta paludosa periodicamente inondata.

Flussi di gas divergenti

Questo dimostra per la prima volta che i flussi di gas delle foreste tropicali del bacino del Congo differiscono da quelli di altre regioni tropicali del mondo. Ad esempio, le emissioni di protossido di azoto dalla foresta sono relativamente basse. "Questo era inaspettato", dice Matti Barthel, primo autore dello studio e collaboratore scientifico della Six. "Le nostre misurazioni, sia nelle prime brevi campagne di misurazione che nelle successive indagini a lungo termine, non sono state in grado di confermare le ipotesi del modello", sottolinea.

La situazione è diversa per il metano. Secondo i modelli, il bacino del Congo dovrebbe essere un pozzo di metano. I ricercatori dell'ETH sono riusciti a confermarlo per le foreste pluviali di montagna e di pianura. Tuttavia, poiché le foreste paludose del bacino del Congo, molto più piccole, emettono periodicamente enormi quantità di questo gas serra, la foresta tropicale congolese nel suo complesso sembra essere una fonte di metano. Durante la stagione delle piogge, le foreste paludose emettono fino a 1500 volte più metano che durante la stagione secca, annullando così la capacità di assorbimento degli altri due tipi di foresta.

Per capire perché la foresta del bacino del Congo si comporta in modo diverso in relazione a questi gas serra, i ricercatori hanno "guardato nel terreno", come dice Six. Da un lato, hanno analizzato i microrganismi e le loro funzioni e, dall'altro, la composizione isotopica dell'azoto nel protossido di azoto. Entrambi gli studi suggeriscono che i microbi del suolo convertono una buona parte del protossido di azoto in azoto gassoso (N₂) al fine di generare energia per il loro metabolismo. In questo modo, questo potente gas serra viene rimosso dall'atmosfera. L'azoto in sé è innocuo: l'80% dell'atmosfera ne è costituito.

Ricerca in condizioni diverse

Per questo studio, gli Studiare all'ETH hanno effettuato per la prima volta in assoluto misurazioni di gas nel bacino del Congo. "L'Africa è sottorappresentata nelle misurazioni dei gas climatici e il bacino del Congo è particolarmente poco studiato", afferma Barthel. A sua conoscenza, esiste solo uno studio su quest'area del 1963, condotto da ricercatori belgi. Dopo l'ascesa al potere di Mobutu, la ricerca nello Za?re, l'attuale Repubblica Democratica del Congo, è crollata quasi completamente. L'enorme paese sull'equatore è ancora molto difficile da raggiungere. Le infrastrutture sono quasi ai minimi termini.

Il professor Johan Six dell'ETH ha iniziato il lavoro preparatorio per questo studio nel 2008/09, quando ha partecipato a due spedizioni sul fiume Congo. Sulla base dei risultati di queste spedizioni, ha chiesto a Matti Barthel di studiare il flusso di gas dalla foresta tropicale, un tassello mancante nel puzzle del ciclo globale del carbonio. Barthel ha effettuato le prime misurazioni nel 2016, nell'ambito di una spedizione esplorativa durata due mesi. Questa missione lo ha portato nella regione del Kivu, nella parte orientale della Repubblica Democratica del Congo. L'analisi dei dati ha mostrato che il protossido di azoto che fuoriesce nell'atmosfera dalla foresta montana è sorprendentemente scarso.

Osservazioni continue effettuate per la prima volta

Negli anni successivi, Barthel ha creato due stazioni di osservazione permanenti insieme a scienziati locali, una nella regione intorno a Kisangani e l'altra nel Parco Nazionale Kahuzi-Biéga, nel Congo orientale. Lì, lo scambio di gas tra l'atmosfera e il suolo è stato misurato una volta alla settimana per almeno un anno, al fine di riconoscere le possibili fluttuazioni stagionali.

Dal 2019 al 2020, i ricercatori hanno gestito un'ulteriore stazione di misurazione nella parte occidentale del Paese, nelle foreste paludose della cosiddetta Cuvette Centrale. "Le emissioni di metano erano a volte esorbitanti", spiega Matti Barthel. Queste foreste paludose coprono solo il sette per cento della superficie totale della foresta tropicale del bacino del Congo, ma emettono così tanto metano da compensare le emissioni negative del resto della foresta, spiega il ricercatore.

"Durante il giro di ricognizione, ci siamo subito resi conto che non potevamo utilizzare dispositivi di misura ad alta tecnologia", afferma Barthel. La situazione generale delle forniture era troppo scarsa. Non c'erano pezzi di ricambio in caso di rottura. Anche l'alimentazione è instabile. "Perciò abbiamo utilizzato dispositivi il più possibile facili da usare, affidabili e robusti, che possono essere alimentati da batterie".

Nessun campione è andato perso

Le stazioni di misurazione sono state supervisionate da ricercatori delle università locali. I collaboratori sul posto hanno anche prelevato campioni di gas, riempito tubi di gas e li hanno inviati a Zurigo per le analisi di laboratorio. Degli oltre 6500 campioni, nemmeno uno è stato rotto o perso durante il trasporto. "? quasi un miracolo, perché le scatole di cartone in cui le provette sono state spedite durante il viaggio spesso non sembravano più fresche", sorride il ricercatore all'ETH.

Nonostante tutte le difficoltà e le incertezze, il gruppo di Six continuerà l'entusiasmante e necessaria ricerca nel bacino del Congo. Lo stesso Six, insieme a colleghi belgi e a Jordon Hemingway del Dipartimento di scienze Terrestri dell'ETH di Zurigo, studierà il ciclo del carbonio del fiume Kasa? nel bacino del Congo in due spedizioni nell'estate del 2022 e nell'inverno del 2023 nell'ambito del programma Sinergia del FNS. Anche Matti Barthel, che si è recato in Congo per sei volte, parteciperà nuovamente. I ricercatori sono particolarmente interessati al comportamento del carbonio introdotto nel sistema fluviale e nelle aree alluvionali a seguito dell'erosione del suolo e delle inondazioni.