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Jul 10, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7971 (2023) Citare questo articolo

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Le torbiere del Sud America meridionale (regione della Terra del Fuoco, TdF) svolgono un ruolo chiave nelle dinamiche ecologiche della Patagonia. È quindi necessario aumentare la conoscenza e la consapevolezza del loro valore scientifico ed ecologico per garantirne la conservazione. Questo studio mirava a valutare le differenze nella distribuzione e nell'accumulo di elementi nei depositi di torba e muschio di sfagno dal TdF. La caratterizzazione chimica e morfologica dei campioni è stata effettuata utilizzando varie tecniche analitiche e sono stati determinati i livelli totali di 53 elementi. Inoltre, è stata effettuata una differenziazione chemiometrica basata sul contenuto elementare dei campioni di torba e muschio. Alcuni elementi (Cs, Hf, K, Li, Mn, Na, Pb, Rb, Si, Sn, Ti e Zn) hanno mostrato contenuti significativamente più elevati nei campioni di muschio rispetto ai campioni di torba. Al contrario, solo Mo, S e Zr erano significativamente più alti nei campioni di torba rispetto ai campioni di muschio. I risultati ottenuti evidenziano la capacità del muschio di accumulare elementi e di fungere da mezzo per facilitare l'ingresso degli elementi nei campioni di torba. I preziosi dati ottenuti in questa indagine di base multi-metodologica possono essere utilizzati per una conservazione più efficace della biodiversità e la preservazione dei servizi ecosistemici del TdF.

Le torbiere, composte quasi interamente da materiale vegetale in decomposizione, rappresentano il principale serbatoio di carbonio terrestre1 del mondo, contribuendo all'aumento della resilienza degli ecosistemi2. Tuttavia, occupano solo il 3% della superficie terrestre globale3,4,5. La funzione fondamentale delle torbiere di regolare il ciclo del carbonio contribuisce alla mitigazione del cambiamento climatico6,7. Svolgono inoltre un ruolo chiave nella conservazione della biodiversità garantendo l’habitat per varie specie viventi, archivi paleoambientali e resti archeologici e svolgono un ruolo speciale nella regolazione del ciclo idrologico attraverso lo stoccaggio dell’acqua, la ricarica delle falde acquifere e la mitigazione della siccità e delle inondazioni7,8. Inoltre, la torba e il muschio di sfagno sono riconosciuti a livello globale come preziose risorse economiche per il loro utilizzo rispettivamente come combustibile e substrato orticolo9,10,11. Tuttavia, la torba è una risorsa non rinnovabile6. Negli ultimi anni sono state proposte nuove strategie per l'uso sapiente delle torbiere e nuove politiche di gestione con limitate concessioni minerarie6,12.

Nella zona temperata del Sud America, le torbiere sono dominate dal muschio di sfagno13 e sono povere di nutrienti (ombrotrofiche)14. Le torbiere ombrotrofiche sono isolate idraulicamente e ricevono tutti i nutrienti, compresi gli elementi principali e quelli in tracce, attraverso le deposizioni atmosferiche e le precipitazioni15. Numerosi studi hanno dimostrato che le torbiere ombrotrofiche sono anche archivi utili per le registrazioni delle deposizioni di Hg16,17. I tassi di accumulo e le concentrazioni di Hg nelle torbiere ombrotrofiche sono influenzati dai processi di umificazione della torba oltre che dall'ubicazione del sito e dalle fonti antropiche e naturali16. Infatti, la capacità della torba di legare i metalli è determinata dall'elevato contenuto di sostanze umiche e dalla superficie sviluppata18,19. I gruppi funzionali carbossilici e fenolici presenti nelle sostanze umiche, che costituiscono la materia organica della torba, influenzano le proprietà chimiche della torba come la complessazione dei metalli, la capacità tampone, le reazioni acido-base e la capacità di scambio cationico20,21. Inoltre, il muschio di sfagno, grazie all'elevata capacità di scambio cationico della sua superficie, è adatto per monitorare le deposizioni di elementi atmosferici11,22,23,24,25. Tuttavia solo alcuni elementi sono stati indagati, mentre altri potrebbero essere legati dal muschio di Sfagno, come sottolineato da altri autori24. Inoltre, la composizione elementare della polvere depositata è necessaria per comprendere il ciclo geochimico della polvere e la sua relazione con il cambiamento climatico26.

Sulle torbiere della Patagonia27 sono disponibili informazioni limitate e frammentarie; dovranno essere intrapresi nuovi studi per migliorare la conoscenza di queste aree e valutare la possibile contaminazione da parte di sostanze chimiche in futuro. Una caratterizzazione chimico-fisica quanto più completa possibile potrebbe consentire anche la realizzazione di prodotti artificiali per evitare il depauperamento delle risorse naturali e tutelare la biodiversità. Per questo motivo, i nostri obiettivi principali sono determinare e confrontare il contenuto totale di 53 elementi (Al, As, B, Ba, Be, Bi, C, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Eu, Fe , Ga, H, Hf, Hg, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, N, Na, Nb, Ni, O, P, Pb, Rb, S, Sb, Sc, Se, Si, Sm , Sn, Sr, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Yb, Zn e Zr) in torba e muschio di sfagno vivente provenienti da otto siti nella Terra del Fuoco (TdF, Patagonia meridionale) utilizzando diverse tecniche analitiche e strumenti chemiometrici [Analisi delle Componenti Principali (PCA) e selezione graduale delle variabili]. Altri obiettivi sono lo studio delle tipologie e delle quantità dei gruppi funzionali mediante spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) per evidenziare possibili correlazioni tra l'accumulo degli elementi e le strutture chimiche della torba e dello sfagno.