Carbone, l'un des principaux éléments constitutifs de toute vie sur Terre, cycles entre les organismes vivants et l'environnement. Ce cycle, et comment cela fonctionne dans l'un des endroits les plus secs de la Terre, fait l'objet d'une nouvelle étude récemment publiée dans la revue Plante et sol avec l'auteur principal et scientifique de l'Arizona State University (ASU), Heather Throop.

Alors que le cycle naturel du carbone devrait s'équilibrer chaque année, avec environ autant de carbone retiré de l'atmosphère qu'il n'en est libéré par les processus naturels, les humains perturbent cet équilibre par des ajouts de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, à la fois en changeant l'utilisation des terres qui libère du carbone stocké dans les sols et en brûlant des combustibles fossiles.

Dans un effort pour comprendre ce qui contrôle la libération de dioxyde de carbone des sols dans les déserts, Throop et une équipe d'étudiants universitaires de Namibie ont mené des travaux de terrain dans le désert du Namib, l'une des régions les plus sèches du monde qui s'étend sur plus de 1, 200 miles le long des côtes atlantiques de l'Angola, Namibie, et l'Afrique du Sud.

Ce que Throop et son équipe ont finalement déterminé à partir de leurs recherches, c'est que des différences subtiles dans la topographie de surface et l'érosion ont de grandes influences sur les micro-organismes dans le sol et que ces différences affectent finalement le cycle du carbone. Même dans les endroits les plus secs, ils ont trouvé des signes de vie influençant le cycle du carbone.

"La quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère affecte notre climat, il est donc important de comprendre ce qui affecte la libération de carbone des sols pour prédire comment le climat changera à l'avenir, " dit Throop, qui est professeur agrégé à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace et à l'École des sciences de la vie.

Pour mener leurs analyses, l'équipe de recherche a choisi six emplacements qui différaient par les précipitations annuelles. Sur chaque site, ils ont effectué des campagnes d'échantillonnage de 48 heures, travailler en continu jour et nuit pour collecter des données. A chaque endroit, l'équipe a analysé la structure du paysage et les plantes et a sélectionné des emplacements représentatifs à échantillonner. Puis, ils ont simulé les précipitations et utilisé des analyseurs de gaz pour mesurer la libération de dioxyde de carbone des sols, pour déterminer comment le cycle du carbone a réagi lorsque les sols ont séché après la pluie simulée.

"C'est vraiment une quantité incroyable de données à collecter manuellement, " dit Throop. " Et le fait d'avoir une équipe d'étudiants dévoués et enthousiastes a rendu ce travail possible. Souvent, pour un travail sur le terrain à distance comme celui-ci, nous obtenons simplement un instantané de ce qui se passe sur un ou deux sites ou à quelques instants. C'était passionnant de pouvoir collecter les données en continu pendant quelques jours et sur six sites différents."

Les étudiants participant à cette recherche venaient de l'Université de Namibie et de l'Université des sciences et technologies de Namibie. Ils participaient chacun au programme Summer Drylands, une expérience de recherche intense où les étudiants planifient, exécuter, et rendre compte d'une expérience dans un court laps de temps.

« La capacité de la technologie à enregistrer le carbone du sol était exceptionnelle, " déclare le co-auteur et étudiant chercheur Vimbai Marufu, qui est maintenant en troisième cycle à l'Université des sciences et de la technologie de Namibie. "Ce que je chéris le plus de cette expérience, c'est ce que cela signifie de travailler en équipe interdisciplinaire et la satisfaction inexplicable d'être proche de la nature."

Et il est prévu de poursuivre des travaux de terrain supplémentaires dans le désert du Namib avec une récente subvention de la National Science Foundation à l'ASU. Cette subvention permettra aux étudiants américains de mener des recherches dans le désert du Namib en collaboration avec des chercheurs namibiens. "Nous espérons utiliser ce travail pour nous aider à comprendre comment les déserts réagissent au changement climatique, " dit Throop. " Le fonctionnement des processus biologiques dans l'extrême sécheresse du désert du Namib nous donnera des indices sur la façon dont les déserts relativement humides se comporteront dans des conditions plus sèches. "