Circa un quarto dell'emisfero settentrionale è coperto dal permafrost. Ora, questi letti di terra permanentemente congelati, musica rock, e i sedimenti in realtà non sono così permanenti:si stanno scongelando a un ritmo crescente.

Il cambiamento climatico indotto dall'uomo sta riscaldando queste terre, sciogliendo il ghiaccio, e allentando il terreno. Questo può sembrare un benigno disgelo primaverile, ma il permafrost in difficoltà può causare gravi danni:le foreste stanno cadendo; le strade stanno crollando; e, in chiave ironica, il suolo più caldo sta rilasciando ancora più gas serra, che potrebbero aggravare gli effetti del cambiamento climatico.

Dai primi segni di disgelo, gli scienziati si sono affrettati a monitorare le emissioni dei due gas serra antropogenici (generati dall'uomo) più influenti (anidride carbonica e metano). Ma fino a poco tempo fa la minaccia del terzo più grande (il protossido di azoto) è stata ampiamente ignorata.

Nel rapporto più recente dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA) (dal 2010), l'agenzia valuta queste emissioni come "trascurabili". Forse perché il gas è difficile da misurare, pochi studi contrastano questa affermazione.

Ora, un recente documento mostra che le emissioni di protossido di azoto dallo scongelamento del permafrost dell'Alaska sono circa dodici volte superiori a quanto ipotizzato in precedenza. "Aumenti molto più piccoli del protossido di azoto comporterebbe lo stesso tipo di cambiamento climatico che provocherebbe un grande pennacchio di CO2", afferma Jordan Wilkerson, primo autore e studente laureato nel laboratorio di James G. Anderson, il Philip S. Weld Professor di Chimica Atmosferica ad Harvard.

Poiché il protossido di azoto è circa 300 volte più potente dell'anidride carbonica, questa rivelazione potrebbe significare che l'Artico e il nostro clima globale sono in pericolo più di quanto pensassimo.

Nell'agosto 2013, i membri del laboratorio Anderson (pre-Wilkerson) e gli scienziati della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) si sono recati nel North Slope dell'Alaska. Hanno portato con sé un aereo abbastanza grande per un (piccolo) pilota.

Volare basso, non superiore a 50 metri dal suolo, l'aereo ha raccolto dati su quattro diversi gas serra su circa 310 chilometri quadrati, un'area 90 volte più grande di Central Park. Usando la tecnica della covarianza eddy, che misura la velocità del vento verticale e la concentrazione di tracce di gas nell'atmosfera, il team ha potuto determinare se è salito più gas che non è sceso.

In questo caso, ciò che sale, non sempre scende:i gas serra salgono nell'atmosfera dove intrappolano il calore e riscaldano il pianeta. E, il protossido di azoto pone un secondo, minaccia speciale:nella stratosfera, luce solare e ossigeno si uniscono per convertire il gas in ossidi di azoto, che mangiano l'ozono. Secondo l'EPA, i livelli atmosferici del gas stanno aumentando, e le molecole possono rimanere nell'atmosfera fino a 114 anni.

Nell'Alaska, Il team sul campo di Anderson si è concentrato sull'anidride carbonica, metano, e vapore acqueo (un gas serra naturale). Ma, il loro piccolo aereo raccolse livelli di protossido di azoto, pure.

Quando Wilkerson si è unito al laboratorio nel 2013, i dati sul protossido di azoto erano ancora grezzi, intatto. Così, ha chiesto se poteva analizzare i numeri come un progetto parallelo. Sicuro, Anderson ha detto, vai avanti. Entrambi si aspettavano che i dati confermassero ciò che tutti sembravano già sapere:il protossido di azoto non è una minaccia credibile del permafrost.

Wilkerson eseguì i calcoli. Ha controllato i suoi dati. L'ha mandato a Ronald Dobosy, il secondo autore dell'articolo, uno scienziato dell'atmosfera ed esperto di eddy-covariance presso l'Oak Ridge Associated Universities (ORAU) al NOAA. "Ero scettico che ne sarebbe venuto fuori qualcosa, "dice Dobosy.

Dopo tre controlli, Wilkerson ha dovuto ammettere:"Questo è diffuso, emissioni piuttosto elevate." In un solo mese, l'aereo ha registrato abbastanza protossido di azoto per soddisfare il limite previsto per un anno intero.

Ancora, lo studio ha raccolto solo dati sulle emissioni nel mese di agosto. E, anche se il loro aereo copriva più terreno di qualsiasi studio precedente, i dati rappresentano solo 310 dei 14,5 milioni di chilometri quadrati nell'Artico, come usare una trama delle dimensioni del Rhode Island per rappresentare gli interi Stati Uniti.

Comunque, alcuni studi recenti confermano le scoperte di Wilkerson. Altri ricercatori hanno utilizzato camere coperte, contenitori delle dimensioni di un piatto di torta piantati nella tundra, per monitorare le emissioni di gas per mesi e persino anni.

Altri studi estraggono "nuclei" cilindrici dal permafrost. Tornato in un laboratorio, i ricercatori riscaldano i nuclei all'interno di un ambiente controllato e misurano la quantità di gas rilasciata dalla torba. Più riscaldavano il terreno, più protossido di azoto fuoriusciva.

Sia le camere che i nuclei coprono ancora meno terreno (non più di 50 metri quadrati) rispetto al sistema aereo di Anderson. Ma insieme, tutti e tre puntano alla stessa conclusione:il permafrost sta emettendo molto più protossido di azoto di quanto previsto in precedenza. "Rende questi risultati un po' più seri, "Dice Wilkerson.

Wilkerson spera che questi nuovi dati ispirino ulteriori ricerche. "Non sappiamo quanto aumenterà ancora, " lui dice, "e non sapevamo affatto che fosse significativo fino a quando non è uscito questo studio".

Proprio adesso, torri eddy-covariance, la stessa tecnologia utilizzata dall'equipaggio di Anderson nel loro aereo, monitorano sia le emissioni di anidride carbonica che di metano in tutto l'Artico. Anderson è stato il primo a utilizzare la covarianza parassita aerea per raccogliere dati sui livelli di protossido di azoto della regione. E, a parte gli studi camerali e di base su piccola scala ma significativi, nessuno sta cercando il gas serra più potente.

Poiché l'Artico si sta riscaldando a una velocità quasi doppia rispetto al resto del pianeta, si prevede che il permafrost si scongela a un ritmo sempre crescente. Queste temperature calde potrebbero anche portare più vegetazione nella regione. Poiché le piante mangiano azoto, potrebbero aiutare a ridurre i futuri livelli di protossido di azoto. Ma, per capire come le piante potrebbero mitigare il rischio, i ricercatori hanno bisogno di più dati sul rischio stesso.

Al suo posto, Wilkerson spera che i ricercatori si sbrigano a raccogliere questi dati, sia in aereo, Torre, Camera, o nucleo. O meglio ancora, tutti e quattro. "Questo deve essere preso più sul serio di quanto non lo sia adesso, " lui dice.

Il permafrost potrebbe essere bloccato in un ciclo di cambiamento climatico perpetuo:mentre il pianeta si riscalda, il permafrost si scioglie, riscaldare il pianeta, sciogliendo il gelo, e ancora e ancora. Per capire come rallentare il ciclo, dobbiamo prima sapere quanto sia grave la situazione.