Il permafrost nel suolo e gli idrati di metano nelle profondità dell'oceano sono grandi serbatoi di carbonio antico. Con l'aumento della temperatura del suolo e dell'oceano, i serbatoi hanno il potenziale per rompersi, rilasciando enormi quantità del potente gas serra metano. Ma questo metano sarebbe davvero arrivato nell'atmosfera?

I ricercatori dell'Università di Rochester, tra cui Michael Dyonisius, uno studente laureato nel laboratorio di Vasilii Petrenko, professore di scienze della terra e ambientali e i loro collaboratori hanno studiato le emissioni di metano da un periodo della storia della Terra in parte analogo al riscaldamento della Terra di oggi. La loro ricerca, pubblicato in Scienza , indica che anche se il metano viene rilasciato da questi grandi depositi naturali in risposta al riscaldamento, veramente poco raggiunge l'atmosfera.

"Uno dei nostri punti da prendere a casa è che dobbiamo essere più preoccupati per le emissioni antropogeniche, quelle originate dalle attività umane, che per i feedback naturali, "dice Dionisio.

Cosa sono gli idrati di metano e il permafrost?

Quando le piante muoiono, si decompongono in materia organica a base di carbonio nel suolo. In condizioni estremamente fredde, il carbonio nella materia organica si congela e rimane intrappolato invece di essere emesso nell'atmosfera. Questo forma il permafrost, terreno che è stato continuamente congelato, anche durante l'estate, per più di un anno. Il permafrost si trova principalmente sulla terraferma, principalmente in Siberia, Alaska, e Canada settentrionale.

Insieme al carbonio organico, c'è anche un'abbondanza di ghiaccio d'acqua nel permafrost. Quando il permafrost si scioglie con l'aumento delle temperature, il ghiaccio si scioglie e il terreno sottostante si impregna d'acqua, contribuendo a creare condizioni a basso contenuto di ossigeno, l'ambiente perfetto per i microbi nel terreno per consumare il carbonio e produrre metano.

idrati di metano, d'altra parte, si trovano principalmente nei sedimenti oceanici lungo i margini continentali. Negli idrati di metano, gabbie di molecole d'acqua intrappolano molecole di metano all'interno. Gli idrati di metano possono formarsi solo ad alte pressioni e basse temperature, quindi si trovano principalmente in profondità nell'oceano. Se la temperatura dell'oceano aumenta, così sarà la temperatura dei sedimenti oceanici dove si trovano gli idrati di metano. Gli idrati si destabilizzeranno quindi, cadere a pezzi, e rilasciare il gas metano.

"Se anche solo una frazione di questo si destabilizza rapidamente e il metano viene trasferito nell'atmosfera, avremmo un enorme impatto serra perché il metano è un gas serra così potente, " Dice Petrenko. "La preoccupazione ha davvero a che fare con il rilascio di una quantità davvero enorme di carbonio da questi stock nell'atmosfera mentre il clima continua a riscaldarsi".

Raccolta di dati dalle carote di ghiaccio

Al fine di determinare quanto metano da antichi depositi di carbonio potrebbe essere rilasciato nell'atmosfera in condizioni di riscaldamento, Dionisio e i suoi colleghi si sono rivolti a modelli nel passato della Terra. Hanno perforato e raccolto carote di ghiaccio dal ghiacciaio Taylor in Antartide. I campioni di carote di ghiaccio si comportano come capsule del tempo:contengono minuscole bolle d'aria con piccole quantità di aria antica intrappolate all'interno. I ricercatori utilizzano una camera di fusione per estrarre l'aria antica dalle bolle e quindi studiarne la composizione chimica.

La ricerca di Dionisio si è concentrata sulla misurazione della composizione dell'aria dal momento dell'ultima deglaciazione della Terra, 8, 000-15, 000 anni fa.

"Il periodo di tempo è un analogo parziale di oggi, quando la Terra è passata da uno stato freddo a uno stato più caldo, " dice Dionisio. "Ma durante l'ultima deglaciazione, il cambiamento è stato naturale. Ora il cambiamento è guidato dall'attività umana, e stiamo passando da uno stato caldo a uno stato ancora più caldo".

Analizzando l'isotopo carbonio-14 del metano nei campioni, il gruppo ha scoperto che le emissioni di metano dagli antichi giacimenti di carbonio erano piccole. Così, Dionisio conclude, "Anche la probabilità che questi vecchi serbatoi di carbonio si destabilizzino e creino un ampio feedback positivo sul riscaldamento al giorno d'oggi è bassa".

Dionisio ei suoi collaboratori hanno anche concluso che il metano rilasciato non raggiunge l'atmosfera in grandi quantità. I ricercatori ritengono che ciò sia dovuto a diversi "tampone" naturali.

I tamponi proteggono dal rilascio nell'atmosfera

Nel caso degli idrati di metano, se il metano viene rilasciato nelle profondità dell'oceano, la maggior parte viene dissolta e ossidata dai microbi oceanici prima che raggiunga l'atmosfera. Se il metano nel permafrost si forma abbastanza in profondità nel suolo, può essere ossidato da batteri che mangiano il metano, oppure il carbonio nel permafrost potrebbe non trasformarsi mai in metano e potrebbe invece essere rilasciato come anidride carbonica.

"Sembra che qualunque tampone naturale sia in atto garantisca che non venga rilasciato molto metano, " dice Petrenko.

I dati mostrano anche che le emissioni di metano dalle zone umide sono aumentate in risposta ai cambiamenti climatici durante l'ultima deglaciazione, ed è probabile che le emissioni delle zone umide aumenteranno mentre il mondo continua a riscaldarsi oggi.

Comunque, Petrenko dice, "le emissioni antropogeniche di metano attualmente sono maggiori delle emissioni delle zone umide di un fattore di circa due, e i nostri dati mostrano che non abbiamo bisogno di essere così preoccupati per i grandi rilasci di metano da grandi giacimenti di carbonio in risposta al futuro riscaldamento; dovremmo essere più preoccupati per il metano rilasciato dalle attività umane".