Con l'aumento delle temperature nell'Artico, permafrost, o terreno ghiacciato, sta scongelando. Come fa, i gas serra intrappolati al suo interno vengono rilasciati nell'atmosfera sotto forma di anidride carbonica e metano, portando a problemi precedentemente sottovalutati con l'acidificazione degli oceani e il potenziale avvelenamento da mercurio.

Circa un quarto della regione è coperto dal permafrost, che è suolo, sedimento o roccia congelata da almeno due anni. Con il suo ritiro, il carbonio che viene rilasciato potrebbe contribuire in modo significativo al riscaldamento globale.

"Lo chiamiamo il gigante addormentato del ciclo globale del carbonio, " ha affermato il professor Örjan Gustafsson, uno scienziato ambientale presso l'Università di Stoccolma in Svezia. "Non è davvero preso in considerazione nei modelli climatici".

Il prof. Gustafsson e i suoi colleghi stanno cercando di determinare esattamente in cosa consiste il permafrost, quanto velocemente si sta riscaldando e cosa succede quando si scongela. Per fare questo, stanno perforando tre tipi di permafrost intorno al mare della Siberia orientale come parte di un progetto chiamato CC-Top.

Oltre al tipo più comune che si trova nel suolo terrestre, esamineranno anche il permafrost ad alto contenuto di carbonio che si è formato circa 50, 000 anni fa chiamato Yedoma, e un altro tipo trovato sotto il fondo marino di aree costiere poco profonde che sono state allagate quando il livello del mare è aumentato di circa 11, 650 anni fa. '(Questo) permafrost sottomarino è il più vulnerabile dei tre, quindi questo è l'obiettivo principale del progetto, " Ha detto il prof. Gustafsson.

I ricercatori hanno confrontato le temperature del permafrost sulla terraferma e sott'acqua. Circa 10, 000 anni fa, la temperatura di entrambi i tipi di permafrost era di circa -18°C. Hanno scoperto che il permafrost sul terreno si è ora riscaldato a circa -10˚C ma sotto il mare ha raggiunto 0˚C. "È stato sorprendente, "Il prof. Gustafsson ha detto. "Non avevo idea che il permafrost sottomarino si stesse sciogliendo così rapidamente".

acidificazione dell'oceano

Hanno anche esaminato cosa succede quando il permafrost scongelato dalla terra raggiunge il mare. Parte del carbonio rilasciato reagisce con l'acqua per formare acido carbonico, lo stesso gas presente nell'acqua frizzante. Anche se è un acido debole, Il prof. Gustafsson ei suoi colleghi hanno scoperto che contribuisce in modo significativo all'acidificazione dell'Oceano Artico. Ciò influisce sulla biodiversità marina. acqua acida, Per esempio, dissolve gli scheletri carbonatici di organismi come il plancton.

I risultati del team indicano livelli molto più elevati di acidificazione degli oceani rispetto a quelli previsti dal Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) nel loro rapporto pubblicato nel 2014, che ha ampiamente considerato l'effetto delle emissioni di carbonio di origine antropica.

"L'acidificazione potrebbe essere 100 volte più grave, " Ha detto il Prof. Gustafsson. "L'acidificazione dell'oceano da parte del carbonio del permafrost dalla terra è un nuovo meccanismo a cui non avevamo pensato molto, e non pensavamo fosse così forte".

Prossimo, il team prevede di indagare sul metano che fuoriesce dal permafrost sottomarino. In molte parti dell'Artico, la concentrazione del gas nell'acqua di mare è alta ma i ricercatori non sono esattamente sicuri della sua fonte. Potrebbe essere il risultato dello scongelamento del suolo del permafrost o degli idrati di metano – metano solido sepolto sott'acqua. Oppure potrebbe provenire da gas naturale molto più profondo che raggiunge la superficie attraverso le crepe nel permafrost mentre si scioglie.

"Abbiamo davvero bisogno di capirlo per prevedere come si svilupperanno i rilasci di metano nei prossimi decenni o secoli, " ha detto il Prof. Gustafsson.

Il disgelo del permafrost è già una preoccupazione crescente per coloro che vivono nella regione e ne subiscono gli effetti. Nelle zone costiere, dove è particolarmente soggetto a scongelamento, gli edifici costruiti sul permafrost stanno crollando o vengono danneggiati a causa del disgelo mentre le strade si screpolano. È probabile che anche la fuga di carbonio e materia organica abbia un impatto sulla fauna selvatica su cui le comunità fanno affidamento per il cibo.

Dott. Hugues Lantuit, ricercatore presso l'Istituto Alfred-Wegener di Potsdam, Germania, ei suoi colleghi sono interessati a ciò che accade al carbonio e ad altre sostanze che fuoriescono dal permafrost in queste aree costiere come parte di un progetto chiamato Nunataryuk. Condurranno un lavoro sul campo in Russia, Svalbard, Groenlandia, Canada e Alaska.

Il progetto sta coinvolgendo le comunità locali nel loro lavoro. Ad Aklavik, un villaggio sulla costa dello Yukon in Canada, Per esempio, il team sta consultando le comunità Inuit per individuare i siti pertinenti per la loro ricerca, come le aree in cui il pesce è abbondante o dove l'erosione è pronunciata.

Attraverso incontri, i ricercatori acquisiscono informazioni sulle questioni locali che potrebbero essere affrontate nella loro ricerca. Alle Svalbard, Per esempio, dove la costa è rocciosa, il disgelo del permafrost colpisce principalmente le infrastrutture a terra, mentre l'erosione costiera è più preoccupante in Russia e Nord America. Allo stesso tempo, la gente del posto può apprendere tecniche scientifiche dai ricercatori. "È davvero un'esperienza di apprendimento da entrambe le parti, " ha detto il dottor Lantuit.

Sussistenza

Alcune comunità sono preoccupate per gli effetti del cambiamento climatico sulla fauna selvatica, da cui dipendono per la sussistenza. Uno degli obiettivi del progetto è quindi studiare il rilascio di materia organica dallo scongelamento del permafrost nell'Oceano Artico. "Questo ha un impatto diretto sulla popolazione ittica, ma non capiamo esattamente come, " ha detto il dottor Lantuit.

Il team sta cercando di capire se lo scongelamento del permafrost renderà il mare nuvoloso rilasciando sedimenti nell'acqua, permettendo così a meno luce di penetrare. Ciò potrebbe comportare un minor numero di pesci poiché le alghe e le piante da cui dipendono per il cibo non possono fotosintetizzare in acque scure. In alternativa, potrebbe avere un effetto positivo. "Più carbonio potrebbe anche significare più nutrienti, così grande festa per i microrganismi, fitoplancton e potenzialmente pesce, " ha detto il dottor Lantuit.

Anche lo scongelamento del permafrost è un problema per la salute poiché si prevede che rilasci contaminanti e agenti patogeni. In uno studio pubblicato all'inizio di quest'anno, i membri del team hanno scoperto che il permafrost contiene più mercurio di qualsiasi altra fonte sul pianeta quando in precedenza si pensava che ne contenesse una quantità insignificante. Poiché il mercurio è un veleno, potrebbe avere gravi implicazioni per la salute, che vanno dalla memoria alterata ai problemi di vista se esce. "Ora stiamo cercando di quantificare il rilascio di mercurio e di vedere quali regioni sono sensibili, " ha detto il dottor Lantuit.

Infine, il team spera di trovare soluzioni per gestire gli effetti dello scongelamento del permafrost. Stanno sviluppando modelli che dovrebbero aiutare. In un progetto, stanno esaminando cosa accadrebbe se il permafrost fosse la fonte di un focolaio di antrace, un batterio che può infettare la pelle, polmoni e intestino. Stanno anche creando modelli per prevedere i danni alle infrastrutture.

I miglioramenti sono già in corso. I ricercatori di Nunataryuk hanno lavorato allo sviluppo di edifici in grado di resistere meglio allo scongelamento del permafrost convincendo le comunità del Nord America e della Russia a scambiare strategie. In Nord America, Per esempio, c'era una tendenza a costruire costruzioni leggere usando legno o metallo mentre gli edifici sono fatti di cemento in Russia.

"C'è un movimento verso l'utilizzo di parte della conoscenza da entrambe le parti per creare infrastrutture nuove e migliori, " ha detto il dottor Lantuit. "Ora abbiamo 40-50 anni di riscaldamento in alcune aree, quindi possiamo davvero vedere cosa funziona e cosa no".