Un'enorme riserva di carbonio si sveglia sotto i ghiacci siberiani
Sotto i ghiacci della Siberia giace una quantità colossale di carbonio intrappolato da millenni. Nuove misurazioni rivelano come i laghi della regione stiano assorbendo questo carico antico, con conseguenze significative sia per il clima globale che per il paesaggio artico.
Il riscaldamento artico corre tre o quattro volte più veloce della media mondiale
Nell'area del Polo Nord, le temperature aumentano a una velocità tre o quattro volte superiore rispetto al resto del pianeta. Questo fenomeno ha ripercussioni enormi sul permafrost, ovvero quel suolo rimasto congelato ininterrottamente per almeno due anni consecutivi e spesso da migliaia di anni.
In Siberia, quel suolo non è composto soltanto da roccia e sabbia. Contiene ghiaccio e grandi quantità di antichi residui vegetali. Finché tutto rimane profondamente congelato, il carbonio al suo interno resta sostanzialmente al sicuro. Quando le temperature salgono, quell'equilibrio fragile si spezza.
Il disgelo provoca cedimenti del terreno. Interi tratti di paesaggio sprofondano o scivolano verso il basso. In questo processo si formano depressioni a forma di conca che si riempiono rapidamente di acqua di fusione e di pioggia: i cosiddetti laghi di thermokarst.
Il permafrost funziona come un congelatore antico. Con il riscaldamento, quella cella frigorifera si apre e il suo contenuto scorre lentamente nel sistema idrico circostante.
La ricerca nel cuore della Siberia
Un team internazionale operante nell'ambito del progetto PRISMARCTYC si è recato nella regione della Jacuzia, nella Siberia orientale. I ricercatori hanno prelevato campioni da decine di laghi di thermokarst distribuiti su un territorio vastissimo.
L'analisi non si è limitata a misurare la quantità di carbonio presente nell'acqua, ma ne ha esaminato anche l'origine. Gli studiosi hanno distinto tra due categorie principali:
- Carbonio organico disciolto: composti di carbonio invisibili e dissolti nell'acqua
- Carbonio organico particolato: piccole particelle di materiale organico, come resti di alghe o piante
Per valutare con precisione l'effetto del disgelo, i ricercatori hanno analizzato diverse tipologie di laghi:
- laghi di thermokarst giovani, formatisi nell'ultimo mezzo secolo
- laghi di thermokarst molto antichi, presenti da migliaia di anni
- laghi antichi le cui sponde sono crollate di recente a causa del nuovo disgelo del permafrost e di frane
Concentrazioni record di carbonio disciolto nei laghi più giovani
I risultati hanno sorpreso persino gli stessi ricercatori. Nei laghi giovani e in quelli antichi con franamenti recenti delle sponde sono state rilevate concentrazioni estremamente elevate di carbonio organico disciolto: alcune centinaia di milligrammi per litro.
Fino ai tre quarti di quel carbonio disciolto proveniva direttamente dal permafrost in disgelo. Questo dato indica una connessione diretta tra le zone costiere in collasso e il sistema idrico del lago.
Dove il suolo cede e scivola verso l'interno, un fiume di carbonio millenario si riversa nel lago. Questi specchi d'acqua diventano così un collegamento rapido tra il suolo che si scongela e l'atmosfera.
La situazione relativa al carbonio particolato è diversa. Questa frazione è composta prevalentemente da materiale prodotto direttamente all'interno del lago, per esempio da alghe e piante acquatiche. L'influenza del permafrost su questa componente risulta quindi limitata.
Non tutto il carbonio diventa immediatamente gas serra
Una parte del carbonio disciolto viene trasformata all'interno del lago in anidride carbonica e metano. I microrganismi decompongono il materiale e producono gas che fuoriescono dall'acqua nell'atmosfera.
Lo studio rivela però un aspetto inatteso. Una quota considerevole del carbonio antico proveniente dal permafrost non raggiunge quella fase gassosa. Rimane disciolto nell'acqua oppure si deposita come nuovo materiale sul fondo del lago.
Questo significa che i laghi di thermokarst non si limitano a emettere gas serra. In determinate condizioni, possono fungere anche da depositi temporanei di carbonio, a seconda dei processi che avvengono nell'acqua e nei sedimenti.
Un circuito del carbonio trasformato nei laghi artici
Il nuovo afflusso di materiale antico altera l'intero ciclo del carbonio all'interno dei laghi. Il rapporto tra carbonio prodotto localmente — da alghe e piante acquatiche — e carbonio importato dal permafrost cambia in modo radicale.
Per i modelli climatici questa distinzione è cruciale: la velocità di decomposizione del carbonio dipende fortemente dalla sua origine. Il materiale vegetale fresco è generalmente più facile da elaborare per i microrganismi rispetto al materiale antichissimo e parzialmente degradato del permafrost.
Il disgelo del permafrost non è un semplice interruttore per le emissioni extra, ma un complicato pannello di controllo che rimodella l'intero sistema del carbonio nei laghi artici.
Perché questi risultati contano per il clima mondiale
I laghi di thermokarst non si trovano solo in Siberia, ma in gran parte della fascia artica, dall'Alaska alla Scandinavia. Man mano che il permafrost continua a sciogliersi, il numero di questi laghi aumenta e il loro ruolo nel ciclo globale del carbonio diventa sempre più rilevante.
Finora molti modelli climatici stimavano il contributo del permafrost principalmente sulla base delle emissioni dirette dal suolo. Il passaggio intermedio attraverso i laghi era spesso trascurato o fortemente semplificato.
I nuovi dati sul campo raccolti in Jacuzia mostrano che i laghi:
- possono ricevere grandi quantità di carbonio antico in tempi brevi
- trasformano una parte di questo carbonio in metano e anidride carbonica
- trattengono un'altra parte nell'acqua e nei sedimenti, a volte per periodi prolungati
Integrando questi dettagli, i costruttori di modelli potranno valutare con maggiore precisione quanto il permafrost amplifica il riscaldamento attraverso meccanismi di retroazione. Piccole differenze nelle assunzioni sul ruolo dei laghi possono avere conseguenze enormi sulla stima dell'equilibrio climatico globale nel lungo periodo.
Permafrost e thermokarst spiegati in parole semplici
Il permafrost non è semplicemente uno strato di ghiaccio, ma una miscela di terra, roccia, ghiaccio e materiale organico rimasto sigillato per secoli o millenni. In alcune zone della Siberia questo strato raggiunge profondità di decine o addirittura centinaia di metri.
Il thermokarst indica le forme del paesaggio che si creano quando quella superficie ghiacciata diventa instabile per effetto del riscaldamento. Quando il ghiaccio nel suolo si scioglie, il terreno sovrastante perde il suo sostegno, sprofonda, si frattura o scivola verso il basso. Dove l'acqua si accumula, nascono i laghi.
| Termine | Spiegazione breve |
|---|---|
| Permafrost | Suolo rimasto congelato ininterrottamente per almeno due anni |
| Lago di thermokarst | Lago che si forma quando il permafrost in disgelo cede e si riempie d'acqua |
| Carbonio organico disciolto | Composti di carbonio invisibili disciolti nell'acqua, rilevabili tramite analisi |
| Carbonio organico particolato | Fini particelle di materiale organico in sospensione nell'acqua |
Guardare avanti: rischi e lacune nella conoscenza
Per le comunità locali in Siberia il problema va ben oltre le statistiche climatiche. Il crollo delle sponde minaccia infrastrutture, villaggi e condutture. Dove il suolo sprofonda, le zone di caccia e pesca cambiano aspetto e le strade vengono danneggiate.
Per il clima globale la domanda chiave riguarda l'equilibrio tra il carbonio rilasciato e quello nuovamente immagazzinato. Per quanto tempo un lago può trattenere il carbonio? Quando un tale sistema bascula verso un'emissione prevalente? E come reagiranno batteri e alghe a un'acqua sempre più calda e a stagioni senza ghiaccio sempre più lunghe?
La ricerca futura si concentrerà su misurazioni stagionali, sul monitoraggio delle bolle di metano che risalgono dai laghi e sul seguire singoli specchi d'acqua nel corso degli anni. Le immagini satellitari potranno aiutare a individuare precocemente i nuovi laghi di thermokarst, mentre il lavoro sul campo fornirà i dettagli sulla chimica dell'acqua e sugli scambi gassosi.
Per chi trova spesso astratte le notizie sul permafrost, questo studio chiarisce che i cambiamenti si manifestano già fisicamente oggi: sponde che crollano, laghi di nuova formazione e una chimica dell'acqua in rapida trasformazione. Il paesaggio siberiano è all'inizio di una lunga riscrittura, in cui le antiche riserve di carbonio sotterraneo stanno assumendo un ruolo attivo nel sistema climatico del pianeta.
