Come i fiumi regolano il ciclo del carbonio

Come i fiumi regolano il ciclo del carbonio

Gli scienziati hanno calcolato per la prima volta quanto carbonio e in quale forma organica viene trasportato dai fiumi verso il mare, che aiuterà i modellatori a prevedere come tale trasferimento possa incidere sui cambiamenti climatici della Terra.

fiume

La cattura della CO2 in eccesso dall’atmosfera e il suo sequestro nella Terra costituisce uno degli aspetti più problematici e dibattuti delle azioni sul tappeto per contrastare i cambiamenti climatici. Eppure la Natura ha i suoi metodi per rimuovere e conservare a lungo termine il carbonio, tra cui il ruolo dei sistemi fluviali che trasportano dalla superficie terrestre all’oceano materiale organico in decomposizione e di erosione delle rocce.

Di certo tali quantitativi non saranno quelli che offriranno una soluzione al problema della CO2 in eccesso in atmosfera, ma conoscerne il “peso” contribuisce a migliorare le nostre conoscenze sul ciclo del carbonio.

In uno Studio pubblicato su Nature gli scienziati della Woods Hole Oceanagraphic Institution (WHOI), la più importante istituzione di ricerca statunitense sulla comprensione a livello avanzato degli oceani e delle loro interazioni con il sistema Terra, hanno calcolato per la prima volta quanto carbonio e in quale forma organica viene trasportato dai fiumi verso il mare.
I fiumi mondiali agiscono come un sistema circolatorio della Terra - ha affermato Valier Galy, geochimico presso la WHOI e principale autore della ricerca – immettendo carbonio dalla terra agli oceani contribuiscono a ridurre il quantitativo rilasciato in atmosfera sotto forma di CO2 che trattiene il calore. Parte di questo ‘nuovo’ carbonio deriva dalla decomposizione delle piante e dei suoli che vengono trascinati nei fiumi e da qui ai mari, mentre un’altra parte deriva dal carbonio che è stato a lungo conservato nell’ambiente nella forma di rocce – il ‘vecchio’ carbonio” che è stato eroso dalle acque meteoriche e dalla forza dei fiumi”.

Gli scienziati hanno messo assieme i dati sui sedimenti drenati da 43 sistemi idrografici di tutto il mondo che cumulativamente rappresentano il 20% dei sedimenti scaricati da tutti i fiumi terrestri, rappresentativi delle varie aree climatiche, vegetazionali, geologiche e antropiche.
Dalle misurazioni del flusso dei sedimenti di tali fiumi, il team di ricerca ha calcolato l’ammontare delle particelle di carbonio contenute nelle piante e nelle rocce che ogni fiume ha asportato, stimando che i fiumi di tutto il mondo ogni anno riversino nei mari 200 milioni di tonnellate di carbonio, pari a circa lo 0,02% della quantità trattenuta nell’atmosfera.
Potrebbe sembrare ben poca cosa, ma dopo un periodo di 1.0000 o 10.000 anni, si possono sottrarre all’atmosfera quantità significative di carbonio.

In genere, le piante trasformano l'anidride carbonica dell'atmosfera in carbonio organico attraverso la fotosintesi, ma la maggior parte di questo carbonio ritorna in seguito nell'atmosfera quando il materiale vegetale (o gli animali che si nutrono di piante) si decompongono. Una piccola frazione di questo materiale, però, finisce nei fiumi che lo portano verso il mare, dove si sedimenta sui fondali e viene sequestrato e scollegato dalla atmosfera per milioni di anni e alla fine fa la sua ricomparsa sulla superficie terrestre sotto forma di rocce.
Allo stesso tempo, i fiumi erodono le rocce contenenti carbonio in particelle che vengono trasportate a valle. Tale processo espone il carbonio all'aria, trasformando quel che era precedentemente bloccato in CO2 che può refluire nell’atmosfera.
 

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Fonte: Woods Hole Oceanographic Institution

Finora, gli scienziati non avevano modo di distinguere la quantità di carbonio portata via da fiumi, proveniente sia dalla biosfera che dalle rocce, senza delle quali informazioni non era possibile approntare modelli ed era assai limitata la previsione nei diversi scenari della quantità sequestrata di carbonio.
Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno scoperto un nuovo modo per distinguere le fonti di carbonio, sia da rocce erose che da decomposizione delle piante e del materiale terroso.
Essi hanno analizzato le quantità di carbonio-14, un isotopo radioattivo che ha la proprietà di rimanere integrato in ogni organismo vivente, nelle particelle fluviali. Poiché il carbonio-14 decade progressivamente entro circa 60.000 anni, può essere presente solo nel materiale biogenico e non già in quello proveniente da rocce. Sottraendo la parte di particelle che non contenevano carbonio-14, gli scienziati hanno calcolato che la percentuale derivante dalla biosfera è di circa 80%.

Inoltre, anche se in carbonio della biosfera è la quantità principale del carbonio trasportato dai fiumi, gli scienziati hanno scoperto che i fiumi circondati da una quantità maggiore di vegetazione non necessariamente trasportano più carbonio verso il mare. Tale attività, viceversa, deriva principalmente dalla capacità dei fiumi di rimuovere e trasportare particelle.
L’azione di erosione è poi determinante: tanto più forte è l’erosione fluviale, maggiore è la quantità di carbonio che viene trasferita nei mari e sequestrata dall’atmosfera.

L'atmosfera, rispetto alle rocce, ai suoli, alla biosfera e agli oceani, costituisce un piccolo serbatoio di carbonio - si legge nello studio - Come tale, la sua dimensione è sensibile a piccoli squilibri che si determinano nello scambio con e fra questi serbatoi più grandi".

In conclusione, questo studio offre agli scienziati un appiglio più solido in merito ad una importante misurazione, finora impossibile, sul ruolo a livello globale dei fiumi nel ciclo del carbonio del pianeta e aumenta la loro capacità di prevedere come il carbonio trasportato dai fiumi possa influire sui cambiamenti climatici della Terra.
Questo studio fornirà nuove intuizioni ai modellatori geochimici sull’importante interazione tra il carbonio globale e ciclo dell'acqua”, ha affermato Don Rice, Direttore dei programmi della Division of Ocean Sciences della National Science Foundation, uno dei principali finanziatori della ricerca.

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