Un nuovo Studio coordinato dal Bolin Centre for Climate Research dell’Università di Stoccolma, a cui hanno dato un contributo sostanzioso due ricercatori italiani, ha provato fisicamente per la prima volta che lo scioglimento del permafrost durante l’ultima deglaciazione ha rilasciato notevoli quantità di carbonio e metano, dandoci indicazioni su quel che possiamo aspettarci se prosegue il riscaldamento globale e non si passa rapidamente ad un’economia sostenibile e libera dalle fonti fossili.
Negli ultimi anni gli scienziati hanno cominciato ad interessarsi di quel che potrebbe succedere in termini climatici ed ambientali con lo scioglimento del permafrost ovvero di quello strato di terreno che, convenzionalmente per almeno 2 anni, rimane al di sotto di 0 °C e che trattiene quindi per lunghi periodi di tempi grandi quantità di carbonio, metano e altri nutrienti.
Costituitosi durante e dopo l’ultima glaciazione, il permafrost attualmente occupa quasi un quarto dell’emisfero settentrionale (regioni alpine comprese), con un serbatoio stimato di 1.700 miliardi di tonnellate di carbonio, il doppio di quello attualmente in atmosfera, che, per effetto del riscaldamento in atto, potrebbe essere rilasciato, amplificando ulteriormente l’effetto di gas serra e aumentare la temperatura sulla superficie terrestre, con conseguente ancora più celere suo scongelamento per effetto di un processo che è stato chiamato “permafrost carbon feedback“.
Ora lo studio “Massive remobilization of permafrost carbon during post-glacial warming“, pubblicato online sulla Rivista Nature Communications e condotto da ricercatori di vari Istituti e Università, in prevalenza del Bolin Centre for Climate Research presso l’Università di Stoccolma, fornisce per la prima volta la prova fisica diretta delle conseguenze di un massiccio rilascio di carbonio dal permafrost (PF-C).
Nel corso della Campagna oceanografica Swerus-C3 effettuata nel 2014 a bordo del rompighiaccio svedese Oden, sono state prelevate dai fondali del Mar di Laptev (margine siberiano del Mar Glaciale Artico) delle carote di sedimenti depositati dalle alluvioni del fiume Lena, il secondo più grande bacino di drenaggio della regione (circa 2,5 milioni di Km2 di superficie), durante l’ultimo periodo post-glaciale, tra il Dryas recente e il Pre-boreale, circa 11.650 anni fa, quando la concentrazione di anidride carbonica passò da 190 a 270 ppm (parti per milione) e la temperatura globale media aumentò di circa 4 °C.
“Il riscaldamento climatico intervenuto durante l’ultimo periodo di deglaciazione offre un punto di riferimento straordinario per valutare la stabilità del carbonio nel permafrost – ha affermato Tommaso Tesi, principale autore dello Studio e ricercatore dell’Istituto di Scienze Marine del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISMAR-CNR) – Pertanto, questo studio può anche fornire spunti per valutare la vulnerabilità dei suoli ad alte latitudini in risposta ai futuri cambiamenti climatici e capire il feedback previsto dallo scongelamento dei terreni“.
Modello concettuale che descrive l’apporto di materiale terrestre in aree dominate da permafrost in differenti periodi glaciali-interglaciali
(a) Durante periodi glaciali il carbonio organico tende ad accumularsi velocemente negli strati di ghiaccio permanente continuo (colore marrone chiaro), con la presenza di cunei poligonali di ghiaccio, mentre un strato non congelato relativamente sottile (active layer, in colore marrone scuro) che stagionalmente scambia con l’atmosfera. In queste condizioni il trasporto di sostanza organica verso l’Oceano Artico è modesta.
(b) Non appena la temperatura si alza durante la deglaciazione, le condizioni del permafrost cambiano, rilasciando materiale precedentemente intrappolato nel suolo. Questo processo fisicamente avviene con l’inspessimento dell’ “active-layer” (freccia bianca) in congiunzione con altri processi (sviluppo di laghi termocarsici e del reticolo idrografico). L’implicazione climatica di questa destabilizzazione termica è la trasformazione di materiale organico virtualmente stabile in un substrato disponibile per la degradazione microbica (freccia nera orizzontale) e la dispersione di anidride carbonica e metano in atmosfera dal PF-C appena scongelato (freccia nera verticale). Altro materiale deriva dall’erosione marina (spirale nera) per effetto dell’aumento del livello del mare.
Il risultato delle analisi effettuate indicano che nel periodo considerato il flusso medio annuale di carbonio rilasciato è stato sette volte maggiore il contemporaneo apporto da parte dei fiumi, suggerendo così che la nuova modellazione climatica dovrebbe tener conto della destabilizzazione del permafrost per prevedere gli scenari indotti dall’aumento del global warming.
“Oggi sappiamo che l’Artico è in pericolo a causa del crescente riscaldamento climatico – ha sottolineato uno dei co-autori dello Studio Francesco Muschitiello, Ricercatore post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University – Non conosciamo però fino a che punto il permafrost risponderà a questo riscaldamento. L’Artico è un serbatoio di carbonio bloccato nel permafrost siberiano con la potenzialità di immettere massicci quantitativi di gas serra quali CO2 e metano“.
C’è da osservare, inoltre, che la perdita di permafrost comporta significativi cambiamenti nella chimica delle acque dolci delle regioni interessate, come ha recentemente appurato lo studio pubblicato il 3 dicembre 2016 su Geophysical Research Letters.
Analizzando le variazioni chimiche intervenute nel periodo 1982-2014 nelle acque del bacino dello Yukon (Alaska), sono stati rilevati significativi aumenti di carbonio organico disciolto (DOC) e di altri sali minerali determinati dallo scioglimento del permafrost e dal correlato fenomeno di erosione degli strati di roccia, che potrebbero modificare l’ecosistema della regione con potenziali effetti climatici globali.
Foto di copertina: Fenomeni di erosione determinati dallo scioglimento del permafrost sulla costa del Mar di Chukchi (Fonte: Ground Truth Trekking)