La concentrazione atmosferica di metano, un potente gas serra, è quasi triplicato dall'inizio dell'industrializzazione. Le emissioni di metano da fonti naturali sono poco conosciute. Questo è particolarmente vero per le emissioni dall'Oceano Artico.

L'Oceano Artico è un ambiente di lavoro duro. Ecco perché molte spedizioni scientifiche vengono condotte nei mesi estivi e all'inizio dell'autunno, quando il tempo e le acque sono più prevedibili. La maggior parte delle estrapolazioni riguardanti la quantità di scarico di metano dal fondo oceanico, si basano quindi su osservazioni fatte nei mesi più caldi.

"Ciò significa che gli attuali calcoli del gas climatico stanno ignorando le possibili variazioni stagionali di temperatura. Abbiamo scoperto che le differenze stagionali nelle temperature dell'acqua di fondo nell'Oceano Artico variano da 1,7°C a maggio a 3,5°C ad agosto. Il metano filtra nei periodi più freddi. le condizioni riducono le emissioni del 43% a maggio rispetto ad agosto". dice l'oceanografo Benedicte Ferré, ricercatore presso il CAGE Center for Arctic Gas Hydrate, Ambiente e clima all'UiT L'Università Artica della Norvegia.

"Proprio adesso, c'è una grande sopravvalutazione del bilancio del metano. Non possiamo semplicemente moltiplicare ciò che troviamo ad agosto per 12 e ottenere una stima annuale corretta. Il nostro studio mostra chiaramente che il sistema va in letargo durante la stagione fredda".

Un coperchio ghiacciato sopra grandi accumuli di metano

Lo studio è stato condotto a ovest dell'arcipelago artico norvegese delle Svalbard, un'area interessata da un ramo della corrente dell'Oceano Atlantico settentrionale chiamata West Spitzbergen Current. Le osservazioni sono state effettuate a 400 metri di profondità d'acqua, dove il fondo dell'oceano è noto per le sue numerose infiltrazioni di metano.

"Vediamo bolle dalle infiltrazioni di metano come razzi durante i rilievi dell'ecoscandaglio. Ce ne sono molte in quest'area. Probabilmente provengono dal gas libero che migra verso l'alto dai giacimenti, attraverso strati sedimentari o faglie tettoniche", afferma Ferré.

L'area in questione è al limite della cosiddetta zona di stabilità degli idrati di gas. Gli idrati di gas sono solidi, composti ghiacciati dell'acqua e, spesso, metano. Rimangono solidi sotto il fondo dell'oceano finché le temperature sono fredde e la pressione è sufficientemente alta.

Le temperature dell'acqua di fondo influenzano l'estensione del confine di questa zona di stabilità.

"Gli idrati si formano dal gas metano in movimento verso l'alto, nei sedimenti più alti. Ciò può accadere rapidamente se le temperature dell'acqua sono sufficientemente fredde. Così, otteniamo questo coperchio idrato che contiene questi grandi accumuli di gas serra e rallenta il tasso di emissioni durante i periodi freddi. Questo coperchio poi si esaurisce durante l'estate, con temperature più calde. Il riscaldamento del fondale influisce sull'equilibrio e otteniamo variazioni stagionali delle emissioni di metano".

I cambiamenti stagionali influenzano fortemente i batteri che consumano metano

Per fortuna, più del 90% del metano rilasciato dal fondo oceanico non raggiunge mai l'atmosfera. In parte a causa delle proprietà fisiche dell'oceano stesso come le correnti e la stratificazione della colonna d'acqua.

Il metano viene consumato anche da batteri specifici (metanotrofi) nella colonna d'acqua. Questi sono fortemente influenzati dalle variazioni stagionali qui descritte. In misura sorprendente.

"L'attività dei batteri metanotrofi diminuisce molto nei periodi più freddi. Il che è in qualche modo logico in quanto c'è meno metano da consumare. Tuttavia, lo scarico di metano diminuisce del 43 percento, e si potrebbe pensare che l'attività batterica sia diminuita di conseguenza. Ma l'attività batterica diminuisce di alcuni ordini di grandezza nonostante ci sia ancora metano nell'acqua. C'è molto poco metanotrofi nel sistema durante l'inverno, afferma il coautore dello studio Helge Niemann, professore di geomicrobiologia presso il Royal Netherlands Institute of Sea Research (NIOZ).

I cambiamenti stagionali sono stati importanti per lungo tempo per comprendere la produzione primaria nell'oceano. Ma i processi biogeochimici, come l'ossidazione del metano da parte dei batteri, non sono stati considerati fortemente influenzati dai cambiamenti stagionali. "In questo articolo dimostriamo che l'assunzione è sbagliata, " afferma Niemann.

Il prossimo passo è fare più crociere invernali per tenere conto dei cambiamenti stagionali legati alla corrente dello Spitzbergen occidentale dall'Artico norvegese alla piattaforma siberiana orientale.

Potenziale punto di non ritorno

Non è ancora noto come reagirà il metano nei futuri scenari di temperatura dell'oceano. Si prevede che in futuro l'Oceano Artico diventerà tra 3°C e ben 13°C più caldo, a causa del cambiamento climatico. Lo studio in questione non guarda al futuro, ma si concentra sulla correzione delle stime esistenti nel budget delle emissioni di metano. Però:

"Bisogna calcolare bene le peculiarità del sistema, perché gli oceani si stanno riscaldando. Il sistema come questo è destinato ad essere influenzato dal riscaldamento delle acque oceaniche in futuro, " afferma Benedicte Ferré. Una temperatura dell'acqua di fondo costantemente calda per un periodo di 12 mesi avrà un effetto su questo sistema.

"A 400 metri di profondità siamo già al limite della stabilità degli idrati di gas. Se queste acque si riscaldano solo di 1,3°C, questo coperchio di idrati si solleverà permanentemente, e il rilascio sarà costante, "dice Ferrè.