Toen een bosbrand meer dan 3 decimeerde, 000 acres van Rice University eigendom van Timberland in 2011, biogeochemicus Carrie Masiello zag een zilveren randje in de zwartgeblakerde bomen.

Masiello is een expert over hoe koolstof zich gedraagt ​​in de bodem, en ze merkte een vervelend probleem op in zowel de wetenschappelijke literatuur als de bevindingen van haar laboratorium:houtskool is overvloedig aanwezig in de bodem, vooral in vruchtbare regio's zoals de graanschuur van Europa en de Amerikaanse maïsgordel, maar hoewel het duidelijk is dat de meeste houtskool in de aarde afkomstig is van bosbranden, het was helemaal niet duidelijk waarom het daar zo lang bleef of hoe het na een brand in de grond kwam.

In een nieuw gepubliceerde studie in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek , Masiello en collega's, waaronder huidige en voormalige afgestudeerde studenten Lacey Pyle en Kate Magee, analyseerde bodemmonsters die na de brand waren verzameld en ontdekte dat houtskool zich heel anders gedroeg dan andere vormen van bodemkoolstof toen het land terugkaatste van het vuur.

"We hebben gekeken naar alle vormen van koolstof in de bodem, zowel onmiddellijk na de brand als over een periode van twee jaar, en we ontdekten dat het in de loop van de tijd gelijkmatiger werd verdeeld, wat een teken is dat het land terugkeerde naar zijn basistoestand, ' zei Masiello.

"Houtskool gedraagt ​​zich precies het tegenovergestelde. De distributie werd in de loop van de tijd onregelmatiger, en we denken dat dat komt omdat het drijvend is en wordt verplaatst door water en geconcentreerd op lage plaatsen in het landschap."

Masiello zei dat het geen verrassing was dat houtskool drijft. In feite, het onderzoeksteam had specifiek voor vlakke onderzoekslocaties gekozen omdat eerdere studies hadden aangetoond dat koolstof in de bodem in de loop van de tijd de neiging had om bergafwaarts te migreren. De verrassing was de mate waarin houtskool van het vuur was geconcentreerd, zelfs bij het ontbreken van een opmerkelijk topografisch reliëf.

"Het werd vrij effectief herverdeeld over het landschap, " zei Pyle, de hoofdauteur van de studie. "In plaats van te blijven waar het oorspronkelijk werd gedeponeerd, het had de neiging om horizontaal over het landschap te bewegen. De totale inhoud van houtskool in onze studiesites veranderde niet zo drastisch in de loop van de tijd, maar waar we het vonden veranderde nogal wat."

De voordelen van houtskool als bodemverbeteraar zijn viervoudig:het vermindert atmosferische kooldioxide en vervuiling, verbetert de gewasproductiviteit, maakt landbouw mogelijk in gebieden met marginale bodems en maakt de bodem beter bestand tegen zowel droogte als overstromingen.

In 2008, Masiello en studie co-auteur William Hockaday, toen aan Rice en nu aan de Baylor University, begon serieus houtskool te bestuderen na het winnen van een $10, 000-prijs in de stad Houston's "Recycle Ike"-wedstrijd in de nasleep van de orkaan Ike. De storm liet 5,6 miljoen kubieke meter aan omgevallen bomen achter, gebroken takken en dood groen in Houston, en Rice's team behaalde de eerste plaats in de wedstrijd met hun plan om het hout om te zetten in biomassa houtskool, of "biochar, " voor gebruik als een CO2-vangende bodemverbeteraar.

In vervolgonderzoeken Masiello's lab heeft de productie van biochar onderzocht, microbiële effecten, hydrologische kenmerken en vervuilingsreducerende effecten.

"Meer koolstof in de bodem is goed, en terwijl we nadenken over manieren om de koolstofvoorraad in de bodem te stabiliseren en te vergroten, houtskool is een voor de hand liggende optie, ' zei Masiello.

Om het meeste voordeel te halen uit biochar, Masiello zei, wetenschappers en landbeheerders moeten het lot en het transport van houtskool in de bodem beter begrijpen, en het bestuderen van natuurlijk voorkomende houtskool in de bodem is een geweldige manier om dat inzicht te krijgen.

"We weten dat veel koolstof in de bodem oud is, " ze zei, eraan toevoegend dat de ouderdom van houtskool in de bodem, gemeten met radiokoolstofdatering "suggereert dat het moeilijk te ontbinden is. Maar als we het naar het laboratorium brengen, het blijkt dat het niet zo moeilijk is om te ontbinden."

De bevindingen van de natuurbrandstudie bieden een nieuwe aanwijzing over hoe natuurlijk voorkomende houtskool gedurende lange tijd stabiel kan blijven, zei Masiello.

"Het is mogelijk dat de mobiliteit van houtskool op het landschap en de neiging om zich te concentreren op laaggelegen plekken, het waarschijnlijker maakt dat de houtskool van bosbranden wordt begraven en diep in de bodem wordt opgenomen en dat deze afzettingen fungeren als een soort houtskoolreservoir dat geeft houtskool vrij in de bodem gedurende lange tijdspannes."