Cambios de uso de la tierra, agotamiento de nutrientes, y la sequía puede hacer que las raíces de las plantas crezcan más profundamente en el suelo. Pero los científicos cuestionan cómo ese crecimiento afecta el carbono en el suelo. ¿Es posible que más raíces que alcancen las capas profundas del suelo provoquen el secuestro de más carbono? ¿O esta erosión mineral impulsada por las raíces desbloqueará el carbono más antiguo en suelos profundos? Combinando técnicas de imagen avanzadas, Los científicos examinaron el impacto de las raíces en los compuestos orgánicos de carbono y su asociación con minerales en el suelo. Los resultados sugieren que la edad y la composición mineral del suelo, así como la cantidad de tiempo que ha pasado por la intemperie impulsada por las raíces, determina si las raíces promueven el almacenamiento o la liberación de carbono.

Los suelos contienen más del doble de carbono almacenado en la atmósfera. La mayor parte de este carbono reside en suelos profundos, donde se puede almacenar durante milenios. Este estudio mostró que la actividad de las raíces en suelos relativamente jóvenes podría resultar en el almacenamiento de carbono mediante la formación de nuevas asociaciones entre minerales y compuestos orgánicos de carbono. A diferencia de, La actividad continua de las raíces en suelos más viejos puede alterar las asociaciones existentes y hacer que el carbono se libere como dióxido de carbono climáticamente activo. Los resultados de este estudio podrían ayudar a los científicos a determinar qué suelos pueden almacenar mejor carbono en profundidad y cuáles pueden ser vulnerables a la pérdida de carbono.

Científicos de la Universidad de Massachusetts, Universidad de Arizona, y el Servicio Geológico de EE. UU. se asoció con dos instalaciones para usuarios del DOE, la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford y EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, para examinar suelos profundos de tres a más de cinco pies bajo tierra. Estos suelos tenían edades comprendidas entre los 65, 000 a 226, 000 años, y todos tenían porciones que habían sido afectadas por el crecimiento repetido de raíces. Los científicos utilizaron un conjunto de análisis en fase sólida, algunos hechos posibles gracias a la espectrometría de masas de ciclotrón iónico de transformada de Fourier de alta resolución de EMSL y las capacidades de espectroscopía de Mössbauer, la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford, y la microscopía de rayos X de transmisión de barrido en la fuente de luz canadiense.

La combinación de estas técnicas le dio al equipo conocimientos únicos sobre la naturaleza de las asociaciones entre minerales y compuestos de carbono orgánico en el suelo. incluyendo su especificidad, tamaño de partícula, y composición molecular. Los patrones de meteorización provocada por las raíces están en excelente acuerdo con las condiciones que se encuentran en lugares con diferentes tipos de suelo, clima, y vegetación. Por lo tanto, los procesos fundamentales descubiertos en este estudio pueden ser útiles para modelar las influencias de las raíces de las plantas en el almacenamiento de carbono en los suelos a nivel mundial.