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La poussière asiatique pourrait être le secret pour garder en vie les séquoias de Californie

2021

Selon une étude publiée mardi dans la revue Nature Communications, les séquoias imposants de la Californie doivent peut-être au moins une partie de leur vigueur à une source minime, a révélé une étude. Une équipe de chercheurs de l'Université du Michigan, de l'Université du Wyoming, de l'Université de Californie, de Merced et de l'Université de Californie à Riverside a découvert que la poussière émanant d'aussi loin que le désert de Gobi en Asie joue un rôle clé dans la reconstitution des éléments nutritifs du sol qui nourrissent les séquoias de la Sierra Nevada en Californie.

L'étude a été déclenchée par les travaux antérieurs de Cliff Riebe, professeur agrégé de géologie à l'Université du Wyoming, et de ses collègues. "Ils trouveraient des arbres poussant dans de petites poches dans le granit, mais ils ne trouveraient aucune autre végétation dans le reste du granit", a déclaré Sara Aciego, auteure principale de la nouvelle étude. "Cliff a émis l'hypothèse que c'était parce que la poussière s'accumulait dans ces zones et que c'était en réalité la source de nutriments pour les arbres qui poussaient dans ces petites poches." Mais il n'avait aucune donnée.

Néanmoins, l'hypothèse de Riebe n'était pas complètement hors du champ gauche. Les scientifiques savent depuis longtemps que les vents sont suffisamment puissants pour capter et déplacer la poussière: fines particules sèches de terre, cellules de la peau humaine, déchets et particules de météorites brûlées. Généralement, ces particules migrent sur des plages relativement courtes. Mais si la poussière est ramassée à haute altitude, les tourbillons et les mouvements des vents mondiaux peuvent l'emporter partout dans le monde, où les écosystèmes apprennent non seulement à tolérer la poussière, mais à en dépendre.

"Ce matériau est connu, dans quelques écosystèmes choisis, pour apporter des éléments nutritifs dans des endroits où les sols sont très pauvres en éléments nutritifs", a déclaré la co-auteure, Emma Aronson, professeure agrégée au département de phytopathologie et de microbiologie de l'Université de Toronto. Californie, Riverside.

Les écosystèmes tropicaux sont souvent dépendants de la poussière car leur sol peut être altéré avec le temps. "Cela a du sens, a déclaré Aciego, car les sols sont lessivés, car ils reçoivent beaucoup de pluie."

Mais ce n'est pas le cas dans l'environnement montagneux et relativement sec de la Sierra Nevada. Et le substrat rocheux de la Sierra s'érode constamment, ou se brise et crée un nouveau sol, ce qui signifie qu'il devrait être rempli d'infusions régulières de nutriments. Mais comme le substrat rocheux lui-même est assez pauvre dans le département des éléments nutritifs, en particulier en ce qui concerne le phosphore, le sol qu'il produit n'est pas en soi capable de soutenir la flore magnifique de la région.

C'est là que la poussière entre. Elle se dépose sur le sol, l'enrichissant en nutriments essentiels dont les séquoias ont besoin. Mais pour voir si la poussière agissait vraiment comme une sorte d’engrais, les chercheurs avaient d’abord besoin de la capturer.

"Mesurer les poussières est extrêmement difficile, a déclaré Aciego. Les arbres en question se trouvent dans un lieu relativement éloigné, l'un des neuf observatoires de zones critiques utilisés comme stations de surveillance pour observer l'évolution de l'écologie dans les écosystèmes clés à travers les États-Unis. matière, est facilement éjectée de tout piège dans lequel elle est entraînée. Mais Aciego pensait pouvoir modifier les techniques qu'elle utilisait auparavant pour prélever des échantillons de glace tout en menant des recherches en Antarctique pour capturer la poussière dans la Sierras.

Cela signifiait utiliser des dépoussiéreurs passifs délicieusement à la pointe de la technologie, fabriqués à partir de billes suspendues dans un filet à l'intérieur d'un plateau Bundt. Les billes aident à garantir que la poussière qui tombe dans le collecteur (c.-à-d. Le plateau Bundt) reste à l'intérieur au lieu d'être soufflée par des rafales de vent. L'ensemble de la configuration était fixé à un poteau pour empêcher les chercheurs d'ajouter de la poussière soulevée par le dessous de la casserole alors qu'ils marchaient pour collecter des échantillons.

Ils ont utilisé une analyse de traces de minéraux pour déterminer la charge nutritionnelle des échantillons, tandis qu'une analyse isotopique a permis de déterminer le point d'origine.

Aux altitudes les plus basses, ils ont trouvé principalement de la poussière provenant de la vallée centrale de la Californie. Cela n’est pas surprenant: leur période d’observation de l’été 2014 se chevauchait avec la sécheresse de la vallée centrale, où la végétation était rare et laissait échapper beaucoup de sol exposé. Mais la Sierra Nevada est une région montagneuse - en altitude - alors que la vallée centrale est une vallée. Trouver de la poussière dans la vallée centrale de la Sierra Nevada signifie que celle-ci devait monter.

«La plupart des gens pensent que lorsque vous avez une vallée et qu'elle produit de la poussière, la poussière reste dans la vallée», a déclaré Aciego. «Donc, si vous avez tous les impacts horribles en termes de problèmes pulmonaires et d'asthme, en termes de qualité de l'air qui reste dans la vallée. La plupart des gens n'ont pas pensé que la poussière laisserait une vallée relativement basse. Mais ce que nous avons vu, c’est que la sécheresse s’aggravant, la vallée centrale produisait une tonne de poussière qui permettait de gagner de la hauteur. »

Dans le même temps, une analyse isotopique a montré que pas moins de 45% de la poussière, en particulier à haute altitude, provenait d'Asie, en grande partie du désert de Gobi. Et lorsque les chercheurs ont évalué la concentration d'éléments nutritifs, «nous avons constaté que la poussière transportait plus de phosphore que ce que nous obtenions de la roche mère», a déclaré Aciego. «Même la quantité provenant d'Asie seule dépassait ce que nous obtenions de ce substratum.» En d'autres termes, la poussière semble être un élément essentiel de cet écosystème. Sans de minuscules particules en provenance d'Asie, les imposants arbres de Californie pourraient ne pas être en mesure de prospérer. Et il en va probablement de même pour les autres écosystèmes.

«Ce que dit cette étude, c'est que ces endroits qui produisent de la poussière fertilisent plus du monde que nous ne l'avions prévu auparavant», a déclaré Aciego.

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