"Collecter la poussière" n'est généralement pas considéré comme une bonne chose.

Mais la poussière d'aussi près que la vallée centrale et d'aussi loin que le désert de Gobi en Asie fournit plus de nutriments - en particulier de phosphore critique - qu'on ne le pensait auparavant pour soutenir la végétation de la Sierra Nevada, une équipe de scientifiques a trouvé.

Une nouvelle étude publiée aujourd'hui (28 mars) dans la revue Communication Nature indique qu'il est important de comprendre comment la poussière aide la végétation à se développer, surtout à la lumière du changement climatique et de l'intensification de l'utilisation des terres.

Il est bien connu que la poussière est une source importante de nutriments pour les paysages très altérés et anciens comme l'île de Kauai, où l'altération chimique et la lixiviation intensives ont épuisé le substrat rocheux sous-jacent des éléments essentiels à la vie, dont le phosphore, potassium, calcium et magnésium, UC Merced Professeur Stephen Hart et ses collaborateurs ont écrit.

En raison du substrat rocheux granitique majoritairement pauvre en phosphore, la Sierra Nevada est considérée comme un écosystème limité en phosphore, mais les chercheurs pensent que leurs découvertes seront vraies pour d'autres écosystèmes montagneux dans le monde et auront des implications pour prédire la réponse des forêts aux changements climatiques et à l'utilisation des terres.

Les éléments nutritifs sont généralement fournis aux plantes lorsque le substrat rocheux est converti en sol. Nutriments, dans une large mesure, réguler la distribution de la vie à la surface de la Terre, comprendre l'importance relative des différentes sources de nutriments, y compris le substratum rocheux et la poussière, est une question fondamentale en écologie, biogéochimie et géobiologie.

Mais les chercheurs ont été surpris de constater que la poussière est importante même dans l'érosion active, des écosystèmes de montagne relativement jeunes comme la Sierra Nevada. "La poussière fournit des apports importants de phosphore nutritif limitant la croissance des plantes aux écosystèmes de l'ouest de la Sierra Nevada, " Hart a déclaré. " Ces apports de poussière peuvent être essentiels pour maintenir la productivité des plantes dans ces environnements montagnards géologiquement jeunes, et les apports de poussière peuvent augmenter à mesure que l'utilisation des terres dans la vallée centrale s'intensifie et que le climat se réchauffe à l'avenir. »

Une collaboration interdisciplinaire et interinstitutionnelle impliquant des géochimistes isotopiques, un géomorphologue, écologistes écosystémiques et écologistes microbiens de l'UC Merced, l'Université du Michigan, l'Université du Wyoming et l'UC Riverside ont cherché à quantifier l'importance de la poussière transocéanique et régionale en tant que source de nutriments pour les écosystèmes de la Sierra Nevada.

Les chercheurs ont examiné des échantillons de quatre sites de l'Observatoire de la zone critique de la Sierra du Sud (SSCZO) dans la forêt nationale de la Sierra, à partir d'environ 1, 300 pieds à 8, 800 pieds d'altitude, et comparé les apports en éléments nutritifs de la poussière aux taux de formation du sol sur la base des taux modernes et millénaires de perte de sol.

L'équipe de recherche étudie également les "auto-stoppeurs" microbiens qui roulent sur les particules de poussière.

"Je pense que nous serons également en mesure d'utiliser l'ADN microbien pour déterminer d'où vient la poussière avec une fidélité similaire ou supérieure à celle d'utiliser des isotopes radiogéniques dans la poussière, " dit Hart, qui est avec l'École des sciences naturelles et l'Institut de recherche de la Sierra Nevada.

Nicholas Dove, étudiant diplômé de l'UC Merced, qui se sont portés volontaires pour faire partie du projet pour l'expérience de travailler avec ce groupe diversifié, a déclaré qu'il était chargé de ramasser la poussière et d'aider à rédiger le document en offrant des commentaires et des critiques.

« La récolte de la poussière à des fins scientifiques est étonnamment rudimentaire. Nous utilisons de nombreuses fournitures ménagères :et la poussière se dépose dans la matrice de marbre, " expliqua-t-il. " Nous récupérons cette poussière en 'lavant' les billes avec de l'eau stérile. L'eau est filtrée et, voila, tu as ta poussière."

La thèse de Dove porte sur les effets de la suppression des incendies et des régimes modifiés des feux de forêt sur les communautés microbiennes et les processus biogéochimiques dans les forêts mixtes de conifères de la Sierra Nevada, mais il a sauté sur l'occasion pour plus de travail dans le SSCZO.

"Travailler dans le SSCZO m'a permis de rencontrer et de travailler avec d'autres chercheurs à l'extérieur du pays, " il a dit.

Le SSCZO, dirigé par le professeur Roger Bales de l'UC Merced, fait partie d'un réseau de 10 observatoires de zones critiques mis en place par la National Science Foundation, et est un effort de collaboration avec la Station de recherche du sud-ouest du Pacifique du Service forestier.

« Le réseau CZO a été créé pour mener des recherches comme celle-ci, qui intègre le physique, mesures géochimiques et biologiques du sous-sol à la surface terrestre, nous donnant une capacité prédictive sans précédent pour améliorer la gestion de ces paysages forestiers en évolution rapide, ", a déclaré Bales.

"Cette recherche révèle que le transport des poussières dans l'atmosphère est important pour la santé écologique de nombreuses parties de notre planète, " a déclaré Richard Yuretich, directeur de programme pour le réseau d'observatoires des zones critiques de la NSF. "Des cycles complexes et des rétroactions régulent les conditions à la surface de la Terre. Cette étude ajoute un élément important à notre connaissance du fonctionnement de la Terre et de ce que nous pouvons faire pour qu'elle continue de fonctionner correctement."

Les Communication Nature Le document s'intitule « La poussière dépasse le substratum rocheux en matière d'approvisionnement en éléments nutritifs des écosystèmes forestiers de montagne ».