A professora assistente da Jackson School Daniella Rempe (de chapéu branco) e colegas do Observatório da Zona Crítica do Rio Eel e da Universidade Ben Gurion instalam portas de amostragem especializadas para coletar água e gases em rochas fraturadas. Um equipamento de perfuração é usado para criar um orifício diagonal para alojar a manga dos amostradores. Crédito:William E. Dietrich.
A rocha sob nossos pés tem a reputação de ser um lugar inóspito. Em contraste, sabe-se que o solo está repleto de vida - de micróbios a raízes de plantas e insetos.
Essa perspectiva estabeleceu o solo como a fonte mais importante de dióxido de carbono produzido pelas florestas, o CO 2 sendo um subproduto natural da vida dentro dele. Mas de acordo com um estudo conduzido pela Universidade do Texas em Austin, a visão predominante está apenas arranhando a superfície.
O estudo descobriu que o CO 2 também pode ser produzida mais profundamente no subsolo em fraturas do leito rochoso, e que esta fonte pode ser responsável por até 29% da média diária de CO 2 emitido pela terra, dependendo da época.
Esta descoberta não significa que as paisagens estão emitindo mais CO 2 na atmosfera, mas desafia a sabedoria convencional sobre onde o CO 2 está sendo produzido. Também pode ajudar a melhorar os modelos de mudança climática porque entender como e onde o CO 2 é produzido é uma parte essencial da criação de previsões precisas.
O estudo vinculou CO 2 produção na rocha para a absorção sazonal de água pelas raízes profundas das árvores, muitos metros abaixo da superfície, uma descoberta que sugere que as raízes das árvores e as comunidades microbianas ao seu redor são a fonte do CO 2 - e que as fraturas rochosas são um lugar para a vida prosperar.
"Esta é uma mudança de paradigma em termos de onde está a ação, "disse Daniella Rempe, um professor assistente na Escola de Geociências UT Jackson que foi co-autor do estudo. "Os solos podem não ser o único jogador-chave nas florestas."
O estudo foi publicado em 6 de dezembro no JGR Biogeociências .
Alison Tune, estudante de graduação da Jackson School, o principal autor do estudo, e Brandon Minton, um cientista de pesquisa associado da Jackson School, coletar amostras de rocha sólida no Observatório da Zona Crítica do Rio Eel perto de Elder Creek. As amostras de rocha-mãe são usadas para caracterizar as propriedades da rocha ao longo da encosta. Crédito:Daniella Rempe.
Alison Tune, um estudante de graduação na Jackson School, liderou a pesquisa. Outros co-autores incluem o professor da Jackson School Philip Bennett, Jia Wang, um estudante de graduação na Universidade de Illinois Urbana-Champaign, e Jennifer Druhan, um professor assistente na Universidade de Illinois Urbana-Champaign que desempenhou um papel fundamental na concepção e execução da pesquisa.
O solo não fica em cima de uma rocha sólida. Em vez, uma zona de transição de rocha fraturada e desgastada fica entre esses dois extremos. Esta rocha alterada é notoriamente difícil de amostrar. A pesquisa contou com uma ferramenta de amostragem especializada enterrada em uma encosta no norte da Califórnia, que se estendia do topo da rocha fraturada até o fundo, cerca de 44 pés.
Esta ferramenta revelou rapidamente que esta região era um site ativo de CO 2 Produção.
"Há um grande CO 2 fonte abaixo do solo, "Tune disse." Quando medimos pela primeira vez o [CO 2 ] perfis de concentração no campo, ficamos muito entusiasmados com o que descobrimos. "
Ao analisar milhares de amostras coletadas de 2017-2019, os pesquisadores descobriram que o CO 2 não ficou parado. Durante a estação seca, o CO 2 viajou principalmente para o solo, onde foi lançado na atmosfera. Durante a estação chuvosa, quando o lençol freático subiu para preencher as fraturas, quase 50% do CO 2 dissolvido na água, que eventualmente flui para riachos e rios.
Os pesquisadores descobriram que isso dissolveu o CO 2 aumenta o desgaste das rochas, com até 80% do carbono dissolvido nas águas subterrâneas saindo da área de estudo vindo do leito rochoso fraturado. Esta descoberta é significativa, Rempe disse, porque é a primeira vez que os cientistas foram capazes de identificar onde o desgaste contínuo das rochas está acontecendo na encosta.
Este estudo se baseia em um crescente corpo de conhecimento que mostra o leito rochoso fraturado como uma região ecologicamente importante. Por exemplo, em um estudo de 2018, Rempe e colaboradores encontraram evidências de umidade em rochas fraturadas que sustentam árvores durante as secas.
Mark Torres, um professor assistente na Rice University que estuda como o carbono circula pelos ambientes, disse que a pesquisa é significativa porque lança luz sobre uma parte da paisagem que é considerada uma 'caixa preta' entre o solo e o lençol freático.
"No trabalho que faço, Eu normalmente pego água do rio e tenho que inferir o que está acontecendo embaixo de uma colina, "disse ele." O que é realmente impressionante sobre o trabalho é como eles observaram coisas que são incrivelmente difíceis de ver. "
Os pesquisadores estão planejando investigar o leito rochoso fraturado em outros lugares, incluindo um site de pesquisa local no White Family Outdoor Learning Center da Jackson School, um local de 266 acres em Dripping Springs, Texas.
"O leito rochoso fraturado é muito comum no Texas, onde o solo é muito ralo e há muito enraizamento profundo, "Pode ser uma parte importante do ciclo do carbono nesses ecossistemas e pode ser importante entender isso à medida que avançamos e o clima muda com o tempo", disse Tune.
