Gli esseri umani potrebbero aggiungere grandi quantità di anidride carbonica all'atmosfera utilizzando le acque sotterranee più velocemente di quanto non vengano reintegrate, secondo nuove ricerche. Questo processo, noto come esaurimento delle acque sotterranee, rilascia nell'atmosfera una quantità significativa di anidride carbonica che finora è stata trascurata dagli scienziati nel calcolo delle fonti di carbonio, secondo il nuovo studio.

Gli autori dello studio stimano che l'esaurimento delle acque sotterranee negli Stati Uniti potrebbe essere responsabile del rilascio di 1,7 milioni di tonnellate (3,8 miliardi di libbre) di anidride carbonica nell'atmosfera ogni anno.

Sulla base di queste cifre, l'esaurimento delle acque sotterranee dovrebbe essere classificato tra le prime 20 fonti di emissioni di carbonio documentate dalla US Environmental Protection Agency (EPA) e dall'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Ciò significherebbe che l'anidride carbonica emessa dall'esaurimento delle acque sotterranee è paragonabile al carbonio generato dall'alluminio, bicchiere, e la produzione di zinco negli Stati Uniti, secondo gli autori dello studio.

"Siamo rimasti in qualche modo sorpresi che questo non sia stato preso in considerazione nella letteratura e nelle valutazioni [EPA e IPCC], "ha detto David Hyndman, un idrogeologo presso la Michigan State University di East Lansing, Michigan e coautore del nuovo studio accettato per la pubblicazione in Il futuro della terra , una rivista dell'American Geophysical Union.

L'impatto dell'esaurimento delle acque sotterranee sulle emissioni di carbonio è significativo ma relativamente piccolo rispetto ai principali contributori, secondo gli autori. Per esempio, gli scienziati stimano che la combustione di combustibili fossili negli Stati Uniti sia responsabile del rilascio di oltre 5 miliardi di tonnellate (11 trilioni di libbre) di anidride carbonica nell'atmosfera ogni anno, vicino a 3, 000 volte la quantità rilasciata dall'esaurimento delle acque sotterranee. Ancora, gli autori dello studio sostengono che la comprensione di tutte le fonti di emissioni di anidride carbonica è importante per fare previsioni accurate sui cambiamenti climatici e trovare soluzioni.

"Non cambierà il modo in cui pensiamo al cambiamento climatico globale. È solo un altro fattore coinvolto che dobbiamo considerare, " disse Warren Wood, un idrogeologo presso la Michigan State University e coautore del nuovo studio.

"Questa è un'idea che molti di noi hanno un po' bocciato, ma penso che l'approccio qui sia davvero nuovo, "ha detto Bill Simpkins, un idrogeologo alla Iowa State University di Ames, Iowa che non era coinvolto nello studio. "[L'esaurimento delle acque sotterranee] non è certamente una fonte documentata che le persone si sentono obbligate a inserire nelle loro stime climatiche".

Il ciclo del carbonio delle acque sotterranee

La pioggia che cade dal cielo contiene la stessa quantità di anidride carbonica presente nell'atmosfera. Ma i livelli di anidride carbonica nel suolo sono fino a 100 volte superiori ai livelli di anidride carbonica nell'atmosfera, perché i microbi del suolo degradano il carbonio organico in anidride carbonica. Quando l'acqua piovana colpisce il suolo e filtra attraverso le rocce e i sedimenti della Terra, l'acqua dissolve il carbonio extra prodotto da questi microbi.

Se lasciato a se stesso, quest'acqua ricca di carbonio rimane sotto terra per centinaia di migliaia di anni prima di emergere negli oceani o nei corpi di acqua dolce. Ma ora gli esseri umani stanno estraendo le acque sotterranee a un ritmo senza precedenti per sostenere una popolazione in crescita. Gli Stati Uniti da soli aspirano ogni giorno quasi 80 miliardi di galloni (303 miliardi di litri) di acqua dalla terra per fornire acqua potabile e irrigare i raccolti, acqua sufficiente per riempire il Great Salt Lake dello Utah cinque volte all'anno.

Analizzare l'impatto dell'esaurimento

La ricerca di Wood si è in gran parte concentrata sull'idrogeologia delle aree aride, ma ricorda di aver avuto improvvisamente l'idea del nuovo studio una mattina dopo il caffè. "Mi è arrivato intorno alle 9:30 e per le 11:30 avevo fatto la prima bozza del manoscritto, " ha detto il legno.

Nel nuovo studio, Wood e Hyndman hanno analizzato l'esaurimento delle acque sotterranee e i dati sulla chimica del carbonio delle acque sotterranee dell'U.S. Geological Survey (USGS) per calcolare la quantità di anidride carbonica che viene probabilmente trasferita dalle acque sotterranee all'atmosfera ogni anno.

Gli scienziati dell'USGS stimano che gli Stati Uniti esauriscano ogni anno 25 chilometri quadrati (9,7 miglia quadrate) di acque sotterranee, che contiene circa 2,4 milioni di tonnellate (5,2 miliardi di libbre) di bicarbonato. Wood e Hyndman hanno quindi ipotizzato in modo conservativo che metà del bicarbonato rilasciato venga convertito in anidride carbonica atmosferica.

Da queste informazioni, Hyndman e Wood hanno stimato che gli Stati Uniti rilasciano circa 1,7 milioni di tonnellate (3,8 miliardi di libbre) di anidride carbonica all'anno nell'atmosfera dall'esaurimento delle acque sotterranee. Questo è più della quantità di anidride carbonica prodotta dalla generazione di elettricità utilizzata per alimentare 250, 000 famiglie negli Stati Uniti ogni anno.

Gli scienziati sanno meno sull'esaurimento delle acque sotterranee su scala globale, ma Wood e Hyndman prevedono che l'esaurimento delle acque sotterranee rilasci da 9,7 a 13,5 milioni di tonnellate (da 21,4 a 29,8 miliardi di libbre) di anidride carbonica nell'atmosfera ogni anno a livello globale.

"Questo legame tra l'acqua sotterranea e l'atmosfera è una sintesi molto creativa e originale. Non sono a conoscenza di nessuno che l'abbia suggerito in passato, " ha detto Lenny Konikow, uno scienziato emerito dell'U.S. Geological Survey che non era coinvolto nello studio.

I ricercatori osservano che questo studio è ancora solo un passo preliminare, ma sperano che il loro studio provochi ricerche approfondite sul ruolo dell'anidride carbonica dall'esaurimento delle acque sotterranee.

"Se riusciamo a capire come gli umani stanno avendo un effetto, speriamo di poter fare il prossimo passo e cercare di mitigare alcuni di questi effetti, " disse Hyndman.