La profesora asistente de la escuela Jackson, Daniella Rempe (con sombrero blanco) y sus colegas del Observatorio de la Zona Crítica del Río Eel y la Universidad Ben Gurion instalan puertos de muestreo especializados para recolectar agua y gases en rocas fracturadas. Se utiliza un equipo de perforación para crear un orificio diagonal para albergar la manga de los muestreadores. Crédito:William E. Dietrich.
El lecho de roca bajo nuestros pies tiene la reputación de ser un lugar inhóspito. A diferencia de, Se sabe que el suelo está lleno de vida, desde microbios hasta raíces de plantas e insectos.
Esta perspectiva ha posicionado al suelo como la fuente más importante de dióxido de carbono producido por los bosques, El co 2 siendo un subproducto natural de la vida dentro de él. Pero según un estudio dirigido por la Universidad de Texas en Austin, la vista que prevalece es solo rascar la superficie.
El estudio encontró que el CO 2 También se puede producir más profundo bajo tierra en fracturas de lecho rocoso, y que esta fuente podría representar hasta el 29% del CO promedio diario 2 emitido por la tierra, dependiendo de la temporada.
Este hallazgo no significa que los paisajes estén emitiendo más CO 2 en la atmósfera, pero desafía la sabiduría convencional sobre dónde el CO 2 se está produciendo. También puede ayudar a mejorar los modelos de cambio climático porque comprender cómo y dónde el CO 2 se produce es una parte esencial de la creación de pronósticos precisos.
El estudio vinculó el CO 2 producción en la roca a la absorción estacional de agua por las raíces profundas de los árboles a muchos metros por debajo de la superficie, un hallazgo que sugiere que las raíces de los árboles y las comunidades microbianas que los rodean son la fuente del CO 2 —Y que las fracturas del lecho rocoso son un lugar para que la vida prospere.
"Este es un cambio de paradigma en términos de dónde está la acción, "dijo Daniella Rempe, profesor asistente en la Escuela de Geociencias de UT Jackson que fue coautor del estudio. "Es posible que los suelos no sean el único factor clave en los bosques".
El estudio fue publicado el 6 de diciembre en la JGR Biogeociencias .
Alison Tune, estudiante graduada de Jackson School, el autor principal del estudio, y Brandon Minton, un científico de ingeniería de investigación asociado en la Escuela Jackson, recolecte muestras de lecho rocoso en el Observatorio de la Zona Crítica del río Eel cerca de Elder Creek. Las muestras de lecho rocoso se utilizan para caracterizar las propiedades de las rocas a lo largo de la ladera. Crédito:Daniella Rempe.
Alison Tune, un estudiante de posgrado en la Escuela Jackson, dirigió la investigación. Otros coautores incluyen al profesor de la escuela Jackson, Philip Bennett, Jia Wang, estudiante de posgrado en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, y Jennifer Druhan, un profesor asistente en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign que jugó un papel clave en el diseño y ejecución de la investigación.
El suelo no se asienta sobre un lecho rocoso sólido. Bastante, una zona de transición de lecho rocoso fracturado y erosionado se encuentra entre estos dos extremos. Esta roca alterada es notoriamente difícil de muestrear. La investigación se basó en una herramienta de muestreo especializada enterrada en la ladera de una colina en el norte de California, que se extendía desde la parte superior del lecho rocoso fracturado hasta el fondo, unos 44 pies.
Esta herramienta reveló rápidamente que esta región era un sitio activo de CO 2 producción.
"Hay una gran cantidad de CO 2 fuente debajo del suelo, ", Dijo Tune." Cuando medimos por primera vez el [CO 2 ] los perfiles de concentración en el campo nos emocionamos bastante con lo que encontramos ".
Al analizar miles de muestras recolectadas entre 2017 y 2019, los investigadores descubrieron que el CO 2 no se quedó quieto. Durante la estación seca, El co 2 principalmente viajó al suelo donde fue liberado a la atmósfera. Durante la temporada de lluvias, cuando el agua subterránea se elevó para llenar las fracturas, casi el 50% del CO 2 disuelto en el agua, que eventualmente fluye a arroyos y ríos.
Los investigadores encontraron que este CO disuelto 2 aumenta la erosión de las rocas, con hasta un 80% del carbono disuelto en el agua subterránea que sale del área de estudio y proviene del lecho rocoso fracturado. Este hallazgo es significativo, Rempe dijo, porque es la primera vez que los científicos han podido determinar dónde se está produciendo la erosión de las rocas en curso dentro de la ladera.
Este estudio se basa en un creciente cuerpo de conocimientos que muestra el lecho rocoso fracturado como una región de importancia ecológica. Por ejemplo, en un estudio de 2018, Rempe y sus colaboradores encontraron evidencia de humedad de la roca en árboles que sostienen rocas fracturadas durante las sequías.
Mark Torres, un profesor asistente en la Universidad de Rice que estudia cómo el carbono circula a través del medio ambiente, Dijo que la investigación es significativa porque arroja luz sobre una parte del paisaje que se considera una 'caja negra' entre el suelo y el agua subterránea.
"En el trabajo que hago, Por lo general, recojo agua del río y tengo que inferir lo que sucede debajo de una colina, "Lo que es realmente impresionante sobre el trabajo es cómo observaron cosas que son increíblemente difíciles de ver".
Los investigadores planean investigar el lecho rocoso fracturado en otros lugares, incluyendo un sitio de investigación local en el Centro de Aprendizaje al Aire Libre de la Familia Blanca de la Escuela Jackson, un sitio de 266 acres en Dripping Springs, Texas.
"El lecho rocoso fracturado es muy común en Texas, donde el suelo es muy delgado y hay muchas raíces profundas, ", Dijo Tune." Podría ser una parte importante del ciclo del carbono en estos ecosistemas y podría ser importante entender eso a medida que avanzamos y el clima cambia con el tiempo ".
