Tuberías de PVC pintadas con óxido, conocidos como tubos IRIS, ayudar a rastrear cuánto oxígeno hay en el suelo. Cuando no hay suficiente oxígeno, los microbios convertirán el óxido en hierro normal, que se lava. Estos tubos se secan después de ser extraídos de los experimentos y enjuagados. Crédito:J.C. Fiola
Párese afuera y mire debajo de sus pies. Allí, tal vez bajo un poco de hierba, es el suelo. En un día seco todos los espacios del suelo están llenos de aire. Y un poco más abajo esos espacios son enteramente de agua. Entonces, ¿qué hay en el medio?
Esa es la franja capilar. Y podría ser la cosa más importante y misteriosa de la que nunca haya oído hablar.
Como una toalla de papel que absorbe el agua de una superficie, el agua se eleva por encima de su nivel natural en los suelos a través de la acción capilar. Gran parte de la actividad química y microbiana en el suelo varía según la cantidad de agua o aire que haya alrededor. Entonces, la franja capilar controla muchas funciones importantes en el suelo.
"Los procesos importantes como la degradación de contaminantes y el almacenamiento de carbono dependen de la cantidad de agua y oxígeno disponible, "dice Jaclyn Fiola, ahora estudiante de posgrado en Virginia Tech. "Comprender las condiciones en la franja capilar nos ayudará a predecir dónde ocurrirán ciertos procesos del suelo".
Fiola y su equipo se propusieron comprender mejor esta extraña región. Pero eso no es tarea fácil. Con toda la franja subterránea, es invisible. E incluso los científicos tienen dificultades para ponerse de acuerdo sobre dónde comienza y termina la franja. Ahí es donde los experimentos de laboratorio son útiles.
El equipo recogió dos tipos de suelo, uno arenoso y otro arcilloso. Los científicos empacaron esta tierra en cubos de cinco galones con agujeros cerca del fondo para permitir la entrada de agua.
El abedul de madera se pega después de estar en los cubos experimentales de flecos capilares durante 118 días. Los palos fueron sacados de la tierra, enjuagado seco, y se pesó para determinar cuánta descomposición había ocurrido. Crédito:J.C. Fiola
Para rastrear los eventos clave en la franja capilar, Fiola recurrió a sistemas ingeniosamente simples. Para estudiar cuánto oxígeno había en el suelo, los investigadores pintaron tuberías de PVC con pintura oxidada. Insertaron estos tubos en el suelo.
Donde no había suficiente oxígeno, los microbios "respirarían" óxido en su lugar. Eso convertiría el óxido en una forma diferente de hierro, que se lava. Midiendo la cantidad de óxido que quedó, el equipo pudo echar un vistazo debajo del suelo.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que el agua subía toda la altura de los cubos en ambos tipos de suelos. Eso significa que la franja capilar se extendió al menos 9 pulgadas, más de lo que esperaban.
También se sorprendieron de que las tuberías de PVC hubieran perdido su óxido muy por encima del nivel freático. "Esto significa que el suelo en la franja capilar al menos 2 pulgadas por encima del nivel freático se comporta como suelo en el nivel freático aunque no esté completamente saturado, "dice Fiola.
"Según los hallazgos, el suelo directamente sobre el nivel freático se comporta de manera muy similar al suelo saturado dentro del nivel freático, "dice Fiola.
El gobierno define los humedales como suelos saturados cerca de la superficie. Pero si los suelos actúan como si estuvieran saturados incluso por encima del nivel freático, eso significa que más áreas podrían actuar como humedales y merecen protección.
Los cubos experimentales de suelo arcilloso ensamblados al comienzo del experimento. Se utilizaron tubos de PVC con pintura oxidada y palos de madera para rastrear el oxígeno y la descomposición. Crédito:M.C. Rabenhorst
Los científicos también querían comprender mejor cómo el agua y el aire en la franja capilar pueden afectar otros procesos del suelo. Para rastrear la descomposición, insertaron palos de madera en el suelo. Los investigadores encontraron que los microbios que se comían los palos de madera eran melindrosos.
"Nuestros resultados sugieren que los microbios que llevan a cabo la descomposición requieren condiciones ideales, ni demasiado húmedos ni demasiado secos, "dice Fiola. La madera se comió más en medio de los cubos donde estaba húmeda.
"La franja capilar es demasiado complicada de definir basándose en una sola medición, "dice Fiola. Aunque su equipo midió muchos aspectos diferentes de la franja, esas medidas no siempre coincidían entre sí.
Los suelos son complejos, especialmente fuera del laboratorio. Entonces, ahora los investigadores planean estudiar la franja capilar en condiciones más realistas y en el campo.
Ese trabajo futuro podría darnos una mejor comprensión y apreciación de lo difuso, complejo, y espacios intermedios vitales bajo nuestros pies.
