Nuova ricerca dello studente di dottorato dell'Università del Delaware Zhangxian Ouyang e dell'oceanografo Wei-Jun Cai, e un team internazionale di ricercatori, dimostra che il rapido riscaldamento e la perdita di ghiaccio marino hanno indotto grandi cambiamenti nell'Oceano Artico occidentale.

I risultati del team di ricerca, pubblicati lunedì, 15 giugno a Cambiamenti climatici naturali —mostrano che la capacità dell'Oceano Artico di rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera può variare notevolmente a seconda della posizione.

La perdita di ghiaccio marino nell'Oceano Artico è una conseguenza critica del cambiamento climatico. Mentre il ghiaccio marino continua a sciogliersi nell'Oceano Artico occidentale, più acqua dolce sta entrando nella parte superiore dell'acqua nel bacino del Canada, che si trova al largo della costa dell'Alaska e del Canada, a sud della piattaforma Chukchi.

Questo ciclo di scioglimento estivo sta esacerbando i cambiamenti stagionali e aumentando la quantità di anidride carbonica presente nello strato più superficiale dell'acqua, che comprende i 70 piedi superiori della colonna d'acqua. Ciò sta riducendo la capacità del bacino di rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera.

pensiero prevalente, sulla base di misurazioni di dati da sotto il ghiaccio e nelle aree dei margini oceanici appena sciolti negli anni '90 e all'inizio degli anni 2000, aveva suggerito che quando il ghiaccio si fosse sciolto avrebbe permesso all'Oceano Artico di estrarre grandi quantità di anidride carbonica dall'atmosfera, fungendo da pozzo di carbonio e contribuendo a mitigare i gas serra. Però, questo potrebbe non essere il caso in tutti i luoghi, in particolare nel bacino del Canada, dove dal 2007 il ritiro di ghiaccio estivo è avanzato nel bacino profondo.

Le ultime scoperte del team di ricerca si basano su un'analisi di oltre 20 anni di set di dati globali raccolti tra il 1994 e il 2017 da ricercatori negli Stati Uniti, Cina, Giappone e Canada. Forniscono una rappresentazione più accurata di ciò che sta accadendo in questa regione e si basano sul precedente lavoro di Cai del 2010, che ha indicato che i livelli di anidride carbonica sulla superficie del mare aumentano rapidamente e inaspettatamente verso i livelli trovati nell'atmosfera nei bacini dell'Oceano Artico appena liberi dai ghiacci.

Per esempio, il lavoro del gruppo di ricerca ha mostrato che quando il ghiaccio si rompe e si scioglie nel bacino del Canada, questa acqua di disgelo giace sulla superficie del mare, creando una sorta di "coperta" che inibisce la capacità dell'oceano di assorbire l'anidride carbonica dall'atmosfera nell'oceano profondo e di immagazzinarla lì. Il team di Cai si riferisce a questo fenomeno come a una "nuova normalità" creata dall'estremo riscaldamento stagionale e dall'acqua di fusione nella regione.

"Poiché l'anidride carbonica si accumula nello strato superficiale dell'acqua a causa dello scioglimento del ghiaccio, la quantità di anidride carbonica che questa zona dell'Oceano Artico può assorbire dall'atmosfera continuerà a ridursi, " disse Caio, la Maria A.S. Professore Lighthipe al College of Earth, Oceano e ambiente. "Prevediamo entro il 2030, la capacità del bacino del Canada di fungere da pozzo di carbonio sarà davvero minima".

Inoltre, questo rapido aumento del contenuto di anidride carbonica nel bacino può aver acidificato rapidamente le acque superficiali, un processo che può mettere in pericolo gli organismi marini calcificanti e disturbare il funzionamento dell'ecosistema.

In netto contrasto, più a sud nel poco profondo mare di Chukchi, la quantità di anidride carbonica nello strato più superficiale dell'acqua rimane molto bassa, molto inferiore a quello presente nell'atmosfera. Ciò significa che quando l'aria passa sopra la superficie dell'acqua, il mare può assorbire più rapidamente l'anidride carbonica dall'aria.

I ricercatori suggeriscono che questa differenza è il risultato dell'elevata produzione biologica nel Mare di Chukchi a causa dei ricchi nutrienti trasportati lì dalle correnti provenienti dall'Oceano Pacifico da quando lo Stretto di Bering si è aperto a causa della precedente perdita di ghiaccio. Questi nutrienti consentono una crescita abbondante del fitoplancton e di altri organismi marini che costituiscono la base della rete trofica marina e alimentano l'ecosistema più ampio. Il fitoplancton consuma anche anidride carbonica disciolta nell'acqua durante la fotosintesi, permettendo di prelevare più anidride carbonica dall'atmosfera circostante.

Il team di ricerca sospetta che il mare di Chukchi diventerà in futuro un serbatoio di carbonio più grande e avrà un impatto sul ciclo e sull'ecosistema del carbonio degli oceani profondi, mentre il bacino del Canada probabilmente rimarrà meno, poiché il ghiaccio marino nella regione continua a sciogliersi ea modificare la chimica dell'acqua.

Secondo Lisa Robbins, uno scienziato senior in pensione con lo United States Geological Survey (USGS) e un coautore del documento, questi cambiamenti potrebbero avere importanti implicazioni per gli organismi nell'Artico. Ad esempio, Il merluzzo artico è un'importante attività di pesca nell'Artico occidentale che contribuisce all'economia generale della regione e svolge un ruolo importante nella rete alimentare marina come fonte di cibo per altri organismi, come le balene beluga e le foche dagli anelli. I biologi hanno notato che con l'aumento della temperatura e dello scioglimento del ghiaccio marino, Il merluzzo atlantico sta rispondendo spostandosi più a nord. Anche il cambiamento della chimica dell'acqua potrebbe avere un ruolo, disse Robbins, che ha guidato tre spedizioni per studiare la chimica dell'acqua della regione nell'Artico a bordo del Rompighiaccio degli Stati Uniti R/V Healy mentre era con l'USGS.

Set di dati a lungo termine, come quelli utilizzati in questo studio, sono fondamentali per comprendere e prevedere i futuri cambiamenti nell'Artico.

"La quantità di informazioni che otteniamo da questi set di dati su come funziona la nostra terra-oceano è enorme. Se gli scienziati non avessero raccolto dati nel 1994, non avremmo un punto di partenza e confronto con, "disse Robbins, ora professore di cortesia al College of Marine Science presso l'Università della Florida del sud.

Un articolo del 2019 sulla rivista Wired ha scoperto che nel nord del Canada vicino alla Groenlandia, L'acqua di disgelo glaciale sembra aiutare i bacini idrografici ad assorbire l'anidride carbonica dall'atmosfera. Sebbene da solo non possa controbilanciare la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera a causa delle emissioni di carbonio, è un'illustrazione importante che i cambiamenti non sono uniformi e gli effetti successivi, positivi e negativi, sono il risultato di una complessa combinazione di più fattori diversi. Ulteriori ricerche e maggiori sforzi di collaborazione internazionale possono aiutare a rispondere a domande impegnative senza risposta.

Mentre la perdita di ghiaccio marino accelera, i ricercatori si aspettano che queste variazioni stagionali faranno sì che l'acqua dell'oceano nel bacino del Canada abbia alti livelli di anidride carbonica e diventi sempre più acida. Ciò ridurrà ulteriormente la capacità del bacino di assorbire l'anidride carbonica dall'atmosfera e, potenzialmente, ridurrà la sua capacità di mitigare i cambiamenti climatici.

Sebbene questo problema possa sembrare molto lontano dal Delaware, è importante ricordare che l'oceano è un sistema globale con correnti di circolazione che trasportano l'acqua in tutto il mondo, anche nell'Oceano Atlantico sulla costa orientale. E i gas serra sono un problema globale.

Comprendere quanto sia fondamentale lo scioglimento del ghiaccio per guidare la chimica dei carbonati e i cambiamenti stagionali dell'anidride carbonica in questa regione dell'Oceano Artico contribuirà a far progredire la scienza in questo settore, forse non subito ma nel lungo periodo, disse Cai.

"Stiamo cercando di capire i processi in atto e se l'Oceano Artico continuerà a essere un grande pozzo di carbonio, fornendo dati che possono aiutare i modellisti dei sistemi terrestri a prevedere i cambiamenti globali nel ciclo del carbonio, e la biologia dell'oceano e la chimica dell'acqua, " disse Cai.