Kol, en av de viktigaste byggstenarna för allt liv på jorden, kretslopp mellan levande organismer och miljön. denna cykel, och hur det fungerar på en av de torraste platserna på jorden, är föremål för en ny studie som nyligen publicerats i tidskriften Växt och jord med huvudförfattare och Arizona State University (ASU) forskare, Heather Throop.

Även om det naturliga kolkretsloppet bör balanseras varje år, med ungefär lika mycket kol som tas ut ur atmosfären som frigörs tillbaka av naturliga processer, människor rubbar denna balans genom koldioxidtillsatser till atmosfären, både genom förändrad markanvändning som frigör kol som lagras i mark och från förbränning av fossila bränslen.

I ett försök att förstå vad som styr utsläppet av koldioxid från jordar i öknar, Throop och ett team av universitetsstudenter från Namibia genomförde fältarbete i Namiböknen, en av världens torraste regioner som sträcker sig mer än 1, 200 miles längs Angolas Atlantkust, Namibia, och Sydafrika.

Vad Throop och hennes team slutligen fastställde från sin forskning är att subtila skillnader i yttopografi och erosion har stor inverkan på mikroorganismer i jorden och dessa skillnader påverkar i slutändan kolets kretslopp. Även på de torraste platserna, de hittade tecken på liv som påverkar kolets kretslopp.

"Mängden koldioxid i atmosfären påverkar vårt klimat, så att förstå vad som påverkar utsläppet av kol från marken är viktigt för att förutsäga hur klimatet kommer att förändras i framtiden, säger Throop, som är docent vid School of Earth and Space Exploration och School of Life Sciences.

För att genomföra sina analyser, forskargruppen valde sex platser som skilde sig åt i årlig nederbörd. På varje plats genomförde de 48-timmars urvalskampanjer, arbetar kontinuerligt dag och natt för att samla in data. På varje plats, teamet analyserade landskapsstrukturen och växterna och valde ut representativa platser att ta prov på. Sedan, de simulerade nederbörd och använde gasanalysatorer för att mäta koldioxidutsläpp från jordar, för att bestämma hur kolcykling reagerade när jordar torkade efter det simulerade regnet.

"Det är verkligen en otrolig mängd data att samla in manuellt, ", säger Throop. "Och att ha en besättning av hängivna och entusiastiska studenter gjorde det här arbetet möjligt. För avlägset fältarbete som detta får vi ofta bara en ögonblicksbild av vad som händer på en eller två platser eller vid några få tidpunkter. Det var spännande att kunna samla in data kontinuerligt under några dagar och på sex olika platser."

Studenterna som deltog i denna forskning kom från University of Namibia och Namibia University of Science and Technology. De deltog var och en i Summer Drylands-programmet, en intensiv forskningsupplevelse där studenter planerar, Kör, och rapportera om ett experiment inom en kort tidsram.

"Teknikens förmåga att registrera kol i marken var enastående, " säger medförfattaren och studentforskaren Vimbai Marufu, som nu går på forskarskola vid Namibia University of Science and Technology. "Det jag uppskattar mest av erfarenheten är vad det innebär att arbeta i ett tvärvetenskapligt team och den oförklarliga tillfredsställelsen av att vara nära naturen."

Och det finns planer på att fortsätta ytterligare fältarbete i Namiböknen med ett nyligen anslag från National Science Foundation till ASU. Detta anslag kommer att ge stöd till amerikanska studenter att bedriva forskning i Namiböknen i samarbete med namibiska forskare. "Vi hoppas kunna använda detta arbete för att hjälpa oss att förstå hur öknar svarar på ett förändrat klimat, ", säger Throop. "Hur biologiska processer fungerar i den extrema torrheten i Namiböknen kommer att ge oss ledtrådar om hur relativt våta öknar kommer att bete sig under torrare förhållanden."