In una palude di marea sulla riva della baia di Chesapeake, decine di recinti trasparenti sporgono sopra le canne e le erbe, assomigliando a baccelli ad alta tecnologia seminati da un veicolo spaziale alieno. Appena udibile dal ronzio degli insetti, i motori alimentano i ronzii dei fan, bagnando le piante all'interno delle camere con anidride carbonica.
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Zone umide presso il Centro di ricerca ambientale Smithsonian. (Adam Langley, SI) 
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Per gli scienziati del Smithsonian Environmental Research Center (SERC) di Edgewater, nel Maryland, è la palude del futuro, una serie di esperimenti insoliti per simulare gli effetti dei cambiamenti climatici e dell'inquinamento delle acque su un ecosistema vitale. "Quello che stiamo facendo qui è studiare i processi delle piante per prevedere le condizioni delle zone umide come questa - e le zone umide delle maree ovunque - tra circa 100 anni", afferma Patrick Megonigal, uno scienziato al centro, mentre cammina lungo una passerella che si estende verso la palude di 166 acri.
Lo studio sul campo, derivante da un esperimento iniziato nel 1987, è l'unico nel suo genere in tutto il mondo che esamina come molteplici fattori come gli inquinanti dell'aria e dell'acqua influenzeranno le zone umide delle maree, ecosistemi a rischio che diventeranno ancora più importanti come un cuscinetto contro il tempeste e innalzamento del livello del mare che dovrebbero accompagnare il riscaldamento globale.
Realizzato con tubazioni in PVC e teli di plastica trasparente, ogni recinzione a cielo aperto è un microcosmo di una palude sotto attacco. Una volta al mese, gli scienziati della SERC spruzzano acqua ricca di azoto nel terreno all'interno delle recinzioni, replicando il deflusso del fertilizzante che penetra sempre più nei corpi d'acqua come il Chesapeake. Le piante sono esposte a una concentrazione di anidride carbonica all'incirca doppia rispetto a quella presente nell'atmosfera di oggi; gli scienziati hanno previsto che il livello più alto sarà la norma entro il 2100, soprattutto a causa della combustione di combustibili fossili. Il gas proviene dagli stessi serbatoi utilizzati nelle macchine per bevande analcoliche. "Il nostro fornitore ci dice che usiamo più CO2 di Camden Yards", dice Megonigal del campo da baseball di Baltimora Orioles. "In realtà ho calcolato quante bibite sono ed è impressionante: circa 14 milioni di bottiglie da 16 once".
Le piante, ovviamente, richiedono anidride carbonica e azoto. Ma gli studi SERC hanno scoperto, tra le altre cose, che alcune specie di piante crescono più rapidamente quando sono esposte a CO2 e azoto più elevati, mentre altre mostrano scarsa risposta, una dinamica che potrebbe alterare la composizione generale della palude. Tuttavia, prevedere le conseguenze è difficile. Questi nutrienti in eccesso favoriscono la crescita delle piante e la formazione del suolo, che potrebbero contrastare l'innalzamento del livello del mare. Ma l'azoto aumenta anche l'attività dei microbi, accelerando la degradazione della biomassa nel suolo e riducendo la capacità delle zone umide di fungere da pozzo di assorbimento del carbonio per compensare le emissioni di biossido di carbonio.
Ultimamente i ricercatori stanno esaminando un terzo pericolo ambientale: una specie invasiva. L'erba alta e pennuta Phragmites australis fu introdotta dall'Europa alla fine del 1800 attraverso il suo uso come materiale da imballaggio a bordo delle navi. Contrariamente al ceppo nativo di Phragmites, la versione europea è diventata una delle invasive più temute negli Stati Uniti orientali, sostituendo in modo aggressivo le specie autoctone. Nelle paludi SERC, i Phragmites invasivi ora coprono 45 acri, circa 22 volte di più rispetto al 1972.
Negli esperimenti in serra, Megonigal e colleghi hanno scoperto che l'inquinamento dell'aria e dell'acqua è un vantaggio per i Phragmites europei. Con elevata anidride carbonica, ha cresciuto le foglie più spesse, consentendo una crescita complessiva più veloce senza più acqua; con azoto elevato, dedicava meno energia alle radici in crescita e più ai germogli in crescita. Era "più robusto in quasi ogni tratto di pianta che abbiamo misurato, come dimensioni e tasso di crescita", afferma Megonigal.
Nelle camere della palude, gli esperimenti di Phragmites sembrano una finestra su un futuro sgradito: una tempesta perfetta di cambiamenti climatici, inquinamento dell'acqua e una specie esotica pronta a colpire le zone umide su e giù per la costa orientale. Un'invasione di Phragmites, dice Megonigal, "ha un effetto a cascata, con implicazioni per le reti alimentari e la biodiversità della fauna selvatica in generale."
