Koolstof, een van de belangrijkste bouwstenen voor al het leven op aarde, cycli tussen levende organismen en het milieu. Deze cyclus, en hoe het werkt op een van de droogste plekken op aarde, is het onderwerp van een nieuwe studie die onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd Plant en bodem met hoofdauteur en wetenschapper van de Arizona State University (ASU), Heather Throop.

Hoewel de natuurlijke koolstofcyclus elk jaar in evenwicht moet worden gehouden, met ongeveer evenveel koolstof uit de atmosfeer als er door natuurlijke processen weer vrijkomt, mensen verstoren dit evenwicht door toevoeging van kooldioxide aan de atmosfeer, zowel door veranderend landgebruik waardoor koolstof opgeslagen in de bodem vrijkomt, als door het verbranden van fossiele brandstoffen.

In een poging om te begrijpen wat de uitstoot van koolstofdioxide uit de bodem in woestijnen regelt, Throop en een team van universiteitsstudenten uit Namibië voerden veldwerk uit in de Namib-woestijn, een van 's werelds droogste regio's die zich uitstrekt over meer dan 1, 200 mijl langs de Atlantische kust van Angola, Namibië, en Zuid-Afrika.

Wat Throop en haar team uiteindelijk uit hun onderzoek hebben vastgesteld, is dat subtiele verschillen in oppervlaktetopografie en erosie grote invloed hebben op micro-organismen in de bodem en dat deze verschillen uiteindelijk de koolstofcyclus beïnvloeden. Zelfs op de droogste plekken ze vonden tekenen van leven die de koolstofcyclus beïnvloeden.

"De hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer beïnvloedt ons klimaat, dus begrijpen wat de uitstoot van koolstof uit de bodem beïnvloedt, is belangrijk om te voorspellen hoe het klimaat in de toekomst zal veranderen, " zegt Throop, die universitair hoofddocent is aan de School of Earth and Space Exploration en de School of Life Sciences.

Om hun analyses uit te voeren, het onderzoeksteam koos zes locaties die verschilden in jaarlijkse regenval. Op elke locatie voerden ze 48-uurs bemonsteringscampagnes uit, dag en nacht continu bezig om data te verzamelen. Op elke locatie, het team analyseerde de landschapsstructuur en planten en selecteerde representatieve locaties om te bemonsteren. Vervolgens, ze simuleerden regen en gebruikten gasanalysatoren om de uitstoot van kooldioxide uit de bodem te meten, om te bepalen hoe koolstofcycli reageerden toen de bodem opdroogde na de gesimuleerde regen.

"Het is echt een ongelooflijke hoeveelheid gegevens om handmatig te verzamelen, ", zegt Throop. "En een team van toegewijde en enthousiaste studenten maakte dit werk mogelijk. Vaak krijgen we voor veldwerk op afstand zoals dit slechts een momentopname van wat er op een of twee locaties of op een paar tijdstippen gebeurt. Het was spannend om de data een paar dagen continu en op zes verschillende locaties te kunnen verzamelen."

De studenten die deelnamen aan dit onderzoek waren afkomstig van de University of Namibia en de Namibia University of Science and Technology. Ze namen allemaal deel aan het Summer Drylands-programma, een intense onderzoekservaring waarbij studenten plannen, uitvoeren, en rapporteren over een experiment binnen een kort tijdsbestek.

"Het vermogen van technologie om koolstof in de bodem vast te leggen was uitstekend, " zegt co-auteur en student-onderzoeker Vimbai Marufu, die nu op de graduate school zit aan de Namibia University of Science and Technology. "Wat ik het meest waardeer van de ervaring is wat het betekent om in een interdisciplinair team te werken en de onverklaarbare voldoening om dicht bij de natuur te zijn."

En er zijn plannen om aanvullend veldwerk in de Namib-woestijn voort te zetten met een recente subsidie ​​van de National Science Foundation aan ASU. Deze beurs zal Amerikaanse studenten ondersteunen om onderzoek te doen in de Namib-woestijn in samenwerking met Namibische onderzoekers. "We hopen dit werk te gebruiken om ons te helpen begrijpen hoe woestijnen reageren op een veranderend klimaat, "zegt Throop. "Hoe biologische processen functioneren in de extreem droge Namibwoestijn, geeft ons aanwijzingen over hoe relatief natte woestijnen zich zullen gedragen onder drogere omstandigheden."