Una fonte significativa di carbonio precedentemente sconosciuta appena scoperta nell'Artico ha gli scienziati meravigliati di fronte a un contributore un tempo trascurato agli ecosistemi costieri locali e preoccupati per ciò che potrebbe significare in un'era di cambiamenti climatici.

In un Comunicazioni sulla natura documento pubblicato oggi, chimici acquatici e idrologi dell'Università del Texas presso il Marine Science Institute di Austin e la Jackson School of Geosciences, L'U.S. Fish and Wildlife Service e la Florida State University presentano prove di significativi, concentrazioni e flussi non rilevati di materia organica disciolta che entrano nelle acque costiere artiche, con la fonte che è il flusso di acque sotterranee in cima al permafrost ghiacciato. Quest'acqua si muove dalla terra al mare invisibile, ma i ricercatori ora credono che porti concentrazioni significative di carbonio e altri nutrienti alle reti alimentari costiere dell'Artico.

Le acque sotterranee sono note a livello mondiale per essere importanti per fornire carbonio e altri nutrienti agli oceani, ma nell'Artico, dove molta acqua rimane intrappolata nella terra gelata, il suo ruolo è stato meno chiaro. Gli scienziati sono rimasti sorpresi nell'apprendere che le acque sotterranee potrebbero contribuire con una quantità di materia organica disciolta al Mare di Beaufort dell'Alaska che è quasi alla pari con quella che proviene dai fiumi vicini durante l'estate.

"Dobbiamo iniziare a pensare in modo diverso alle acque sotterranee, " ha detto l'autore senior Jim McClelland, professore di scienze marine all'UT Austin. "L'acqua che scorre dai fiumi all'Oceano Artico è abbastanza ben spiegata, ma fino ad ora l'acqua sotterranea che scorre verso questo oceano non è stata".

La comunità di ricerca ha generalmente ipotizzato che gli apporti di acque sotterranee dalla terra al mare siano piccoli nell'Artico perché il terreno perennemente ghiacciato, o permafrost, limita il flusso d'acqua sotto la superficie della tundra.

La ricerca pubblicata oggi descrive il campionamento della concentrazione e dell'età del carbonio disciolto, così come l'azoto, nelle acque sotterranee che scorrono sotto la superficie terrestre nell'Artico durante l'estate. Il team ha scoperto che quando le acque sotterranee poco profonde scorrono sotto la superficie in siti nel nord dell'Alaska, prende nuovo, giovane carbonio organico e azoto come previsto. Però, hanno anche scoperto che mentre le acque sotterranee fluiscono verso l'oceano, si mescola con strati di suoli più profondi e permafrost in disgelo, raccogliere e trasportare carbonio e azoto organici vecchi di secoli e millenni.

Si pensa che questo vecchio carbonio trasportato dalle acque sotterranee sia minimamente decomposto, non avendo mai visto la luce del giorno prima che incontrasse l'oceano.

"Gli input delle acque sotterranee sono unici perché questo materiale è uno scatto diretto verso l'oceano senza vedere o essere fotodegradato dalla luce, " McClelland ha detto. "La luce del sole sull'acqua può decomporre il carbonio organico mentre viaggia a valle nei fiumi. La materia organica consegnata all'oceano costiero nelle acque sotterranee non è soggetta a questo processo, e quindi può essere prezioso come fonte di cibo per batteri e organismi superiori che vivono nelle acque costiere artiche".

I ricercatori hanno concluso che la fornitura di carbonio organico rilasciabile dalle acque sotterranee ammonta al 70% del flusso di materia organica disciolta dai fiumi al Mare di Beaufort dell'Alaska durante l'estate.

"Nonostante la sua età antica, il carbonio organico disciolto nelle acque sotterranee fornisce ogni estate una nuova e potenzialmente importante fonte di carburante ed energia per le reti trofiche costiere locali, ", ha affermato l'autore principale Craig Connolly, un neolaureato del Marine Science Institute di UT Austin. "Il ruolo che gli input delle acque sotterranee svolgono nel ciclo del carbonio e dei nutrienti negli ecosistemi costieri dell'Artico, ora e in futuro mentre i cambiamenti climatici e il permafrost continuano a scongelarsi, è qualcosa che speriamo susciterà l'interesse della ricerca per gli anni a venire".

Co-autore M. Bayani Cardenas, un professore alla Jackson School of Geosciences, ha affermato che l'enorme effetto del cambiamento climatico sull'Artico rende la ricerca sulle acque sotterranee ancora più importante.

"L'Artico si sta riscaldando il doppio rispetto al resto del pianeta. Con ciò arriva lo scongelamento del permafrost e la nascita di falde acquifere, " ha detto. "È probabile che il trasporto delle acque sotterranee nell'Artico sarà sempre più importante in futuro".