Indagare sul perché l'Artico sta diventando più verde
Un team di ricerca dell'ETH di Zurigo e del WSL si è recato quest'estate a Spitsbergen per osservare da vicino l'"Arctic Greening". Il responsabile del progetto Sebastian Dötterl Chi siamo sulla ricerca tra orsi polari, scioperi e guerra.
"Abbiamo visto paesaggi in cui il permafrost è crollato su vaste aree", afferma preoccupato Sebastian Dötterl. Il professore di risorse del suolo è appena tornato da una campagna sul campo alle Svalbard. L'arcipelago si trova a circa 78 gradi di latitudine nord e qui il termometro sale in media a nove gradi Celsius in estate.
L'autore si è recato sul posto a metà luglio con altri undici ricercatori del Fare ricerca all'ETH di Zurigo e dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL), insieme a partner norvegesi, dopo lunghi, complessi e snervanti preparativi. Il loro obiettivo: indagare i retroscena e i meccanismi del "rinverdimento artico". E Spitsbergen funge da laboratorio ideale per questo scopo.
L'impresa più grande e più difficile
Solo pochi giorni fa, Dötterl era inginocchiato nella tundra con un cappello di lana e abiti antivento e antipioggia per raccogliere campioni di terreno. Ora è seduto nel suo ufficio in pantaloncini e maglietta. Il ricercatore sembra un po' esausto, ma non solo per il passaggio dal fresco Artico al caldo di agosto di Zurigo. Ma anche per la ricerca sul campo a Spitsbergen, o meglio: per le condizioni.
"In termini di scala e difficoltà, questa impresa mette in ombra le mie precedenti campagne di ricerca sul campo", sottolinea Dötterl. "Non ho mai dovuto affrontare condizioni così difficili come in questo progetto, anche se facciamo molte ricerche sul campo in regioni come il Congo".
"In termini di scala e difficoltà, questa impresa mette in ombra le mie precedenti campagne di lavoro sul campo".Sebastian Dötterl
Corona, guerra e sciopero dei piloti
Prima la pandemia di coronavirus ha ritardato l'avvio del progetto di oltre un anno. Poi la Russia ha iniziato la guerra contro l'Ucraina a febbraio, il che ha impedito al team di ricerca di utilizzare le infrastrutture gestite dallo Stato russo a Spitsbergen come previsto. Tuttavia, i ricercatori sarebbero stati dipendenti da questa infrastruttura per accedere alle regioni più remote. Con un po' di fortuna, i partner norvegesi sono riusciti a noleggiare all'ultimo minuto un veliero e un equipaggio, in modo che i ricercatori avessero un tetto sopra la testa e potessero raggiungere le aree di ricerca.
Ma non è tutto: poco prima della partenza, a luglio, uno sciopero dei piloti della compagnia aerea scandinava SAS ha messo nuovamente a rischio il progetto. "Se i nostri dottorandi non avessero reagito così rapidamente e non avessero prenotato nuovamente i voli per tutti i membri della spedizione, non avremmo potuto volare a Spitsbergen", sottolinea Dötterl.
Ricerca sui cambiamenti ecologici nell'Artico
Longyearbyen, la capitale di Spitsbergen, è il punto di partenza per il team di ricerca composto da ecologi delle piante, scienziati del suolo, geoecologi e microbiologi per studiare i modelli e i meccanismi locali dell'inverdimento artico nei prossimi anni come parte di un progetto "ETH+". Oltre al gruppo di Dötterl, sono coinvolti nel progetto anche i ricercatori guidati da Jake Alexander, Cara Magnabosco e Simone Fior (tutti dell'ETH di Zurigo) e Aline Frossard del WSL.
L'impulso per questo progetto di ricerca è venuto dal fatto che il riscaldamento globale sta cambiando rapidamente gli ecosistemi. Questo cambiamento si sta verificando ancora più rapidamente nell'Artico che in altre parti del mondo. Negli ultimi tre decenni, le temperature nell'estremo nord sono aumentate molto più velocemente della media globale.
Questo non solo provoca lo scioglimento dei ghiacciai e del permafrost, ma modifica anche il suolo e le piante della tundra artica. Tra il 1984 e il 2012, il 30% della tundra nordamericana è diventata più verde, secondo un'indagine di pagina esternaStudio della Nasa mostrato. Ma il motivo per cui alcune tundre rinverdiscono più fortemente e più rapidamente di altre ha probabilmente a che fare con la fertilità del suolo locale, il bilancio idrico e il microclima.
I ricercatori dell'ETH e del WSL si stanno concentrando sulle piante autoctone e introdotte e sulla loro reazione al riscaldamento. Gli scienziati stanno anche esaminando l'accelerazione dello sviluppo del suolo e i cambiamenti nei cicli biogeochimici. A tal fine, stanno analizzando i suoli originari della tundra, i suoli disturbati in prossimità degli insediamenti e i suoli ricchi di nutrienti in prossimità delle colonie di uccelli.
I ricercatori vogliono anche scoprire il ruolo dei microbi nella colonizzazione dei suoli giovani da parte delle piante e nel cambiamento delle comunità microbiche nei suoli più sviluppati.
Dai dati raccolti, i ricercatori intendono ricavare un modello che includa i cambiamenti della vegetazione, del suolo e dei microrganismi e che possa essere utilizzato per prevedere i futuri cambiamenti degli ecosistemi artici.
È stata necessaria l'improvvisazione
Dötterl e i suoi co-progettisti sono molto soddisfatti di come è andata la spedizione, nonostante tutte le difficoltà. "Sul posto, quasi tutto è andato come sperato", afferma felice il responsabile del progetto. Tutti i partecipanti erano molto motivati, tutti si sono presi cura l'uno dell'altro e hanno lavorato molto bene insieme come colleghi. "Questo non può essere dato per scontato in un progetto di questo livello di difficoltà e nelle condizioni a volte anguste della nave", sottolinea Dötterl.
Con l'eccezione di un sito - le autorità hanno chiuso un insediamento a causa di un orso polare randagio - sono stati in grado di raccogliere campioni da tutte le aree di studio come richiesto, per un totale di 1,2 tonnellate di materiale del suolo, alcune delle quali sono state spedite congelate a Zurigo, dove il materiale sarà analizzato in laboratorio il prossimo inverno. Inoltre, ci sono centinaia di campioni di piante e di materiale di semi per gli esperimenti a Zurigo, oltre a centinaia di campioni microbiologici.
Ricerca su Spitsbergen
Il fucile per difendersi dagli orsi polari è sempre con voi. Trasportare tutto il materiale a Spitsbergen è stata una sfida logistica.
Un ricercatore in tenuta antipioggia si inginocchia a terra e riempie di terra un sacchetto di plastica. Questa pianta cuscino, un fiore cuculo senza gambo, è una specie frugale adattata al freddo.
I ricercatori si sono posati su una spiaggia di ciottoli.
La vegetazione ai piedi del Vogelfels è rigogliosa e verde.
Gli uccelli marini, come questi kittiwakes, fertilizzano il terreno sotto le scogliere con i loro escrementi.
Gli escrementi degli uccelli rendono il terreno fertile: il ricercatore misura lo spessore di una mattonella di erba sotto una colonia di uccelli marini. Alcuni habitat artici come questa prateria stanno ovviamente diventando sempre più verdi.
Jake Alexander e il suo assistente esaminano le piante che prosperano grazie alla torba proveniente dalla Russia.
L'uomo ha modificato il suolo in prossimità degli insediamenti, facendo sì che soprattutto le erbe trovino condizioni favorevoli.
Tundra in fiore: la flora beneficia del riscaldamento. La geologia di Spitsbergen è straordinaria. Anche i ghiacciai di Spitsbergen si stanno ritirando rapidamente. Vista a volo d'uccello di un'area sperimentale vicino al mare.
Le aree di studio sono raggiungibili solo via mare. Sostituzione del drone: un ricercatore deve trasportare le speciali telecamere su una lunga asta davanti a sé.
Per preservare il materiale genetico contenuto, questi campioni dovevano essere congelati immediatamente sul campo e trasportati in azoto liquido a -80 gradi Celsius. Poiché nella natura selvaggia non c'era un'alimentazione sufficiente, i ricercatori hanno prima inviato a Spitsbergen un serbatoio con 400 litri di azoto liquido a quattro bar di pressione. Tuttavia, poiché il serbatoio aveva un buco ed era stato temporaneamente stoccato a Tromsö per tre settimane prima di essere spedito sull'isola, conteneva solo poco meno di 100 litri. La pressione era scesa a un bar. "Era appena sufficiente", dice Dötterl.
L'arte dell'improvvisazione è stata occasionalmente richiesta anche con altri ausili tecnici. Uno dei tre droni portati con sé si è schiantato durante la prima missione a causa di un errore del software. Tuttavia, le telecamere installate su di esso erano ancora intatte. Per poter comunque fotografare le aree di studio dall'alto, i ricercatori hanno montato i sensori sulla punta di un'asta metallica lunga quattro metri, che hanno dovuto portare davanti a sé come una bandiera, riuscendo così a scattare fotografie aeree della vegetazione.
Lavoro di laboratorio e viaggio nel nord della Norvegia
L'intensa prima stagione sul campo sarà seguita da un intenso lavoro di laboratorio e da un'altra missione sul campo la prossima estate nella Norvegia settentrionale. Lì, il team studierà il suolo, i microrganismi e l'ecologia delle piante nelle propaggini meridionali della tundra artica inferiore. Questo habitat è l'equivalente più caldo dell'alta tundra di Spitsbergen.
I dati raccolti saranno poi analizzati. Essi costituiranno la base per lo studio dei futuri cicli biogeochimici nell'Artico in evoluzione e per la loro implementazione nei modelli della superficie terrestre. La durata del progetto è prevista fino al 2025.
Dötterl deve ringraziare le tre dottorande coinvolte, Sigrid Trier Kjaer, Lena Bakker e Jana Rüthers, perché il progetto è andato così bene nonostante tutte le avversità. "Hanno messo a punto tutta la logistica e l'organizzazione e hanno salvato il progetto. È stato un grande risultato", afferma felice l'esperto del suolo.
