L'oceano globale copre il 70 percento del pianeta ed è essenziale per la sopravvivenza dell'umanità, fornire cibo, sostentamento dei mezzi di sussistenza, e catturare e immagazzinare enormi quantità di anidride carbonica dall'atmosfera. Una domanda scientifica chiave per gli oceanografi e gli scienziati del clima è quanta CO2 può continuare ad assorbire l'oceano mentre il pianeta si riscalda? Questa è anche una domanda chiave per la società e per i decisori che lavorano per arginare il cambiamento climatico.

"In tutte le proiezioni che abbiamo per il futuro dello stato climatico, la quantità di carbonio assorbita nell'oceano è fondamentale per la quantità di riscaldamento che si verifica, ", ha affermato Galen McKinley, oceanografo e scienziato del ciclo del carbonio presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University. "Quindi, dobbiamo monitorare il pozzo [di carbonio] mentre si evolve."

Gli scienziati stimano che dalla rivoluzione industriale, l'oceano ha assorbito circa il 40 per cento di tutta l'anidride carbonica emessa nell'atmosfera a causa della combustione di combustibili fossili, ma rimane molta incertezza su come cambierà il ciclo del carbonio oceanico in futuro. Ciò è in parte dovuto al fatto che gli scienziati sono in grado di campionare regolarmente solo circa il due percento degli oceani del mondo, e deve estrapolare al restante 98 per cento utilizzando tecniche statistiche.

Un progetto appena finanziato, guidato da McKinley, utilizzerà moderne tecniche di data science per migliorare questo processo di estrapolazione. Utilizzando le misurazioni sparse della quantità di anidride carbonica nell'acqua di mare (pCO2) raccolte dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e altri, il team migliorerà la quantificazione della variazione nello spazio e nel tempo della pCO2 negli oceani globali. Da queste stime mappate, il team può stimare lo scambio di CO2 aria-mare a partire dagli anni '80. Questi approcci consentono anche il monitoraggio continuo di come il pozzo di carbonio oceanico sta rispondendo ai cambiamenti climatici e ai livelli di CO2 nell'atmosfera.

Lo sforzo si basa sul lavoro del pioniere della scienza oceanica di Lamont, il compianto Taro Takahashi, che ha aperto la strada agli strumenti e agli approcci che ora vengono utilizzati per raccogliere questi dati. Gli approcci osservativi di Takahashi sono ora implementati in tutto il mondo. Takahashi ha documentato per primo come gli oceani assorbono ed emettono enormi quantità di anidride carbonica, scambiandolo con l'atmosfera. Di conseguenza, tra tante altre cose, gli scienziati ora sanno che gran parte delle emissioni di carbonio dell'umanità moderna risiede nelle acque oceaniche.

McKinley afferma che attraverso il progetto triennale, che è una partnership con NOAA, mirano a creare un sistema di analisi dei dati in grado di interpolare in modo intelligente ed efficiente, con la minore incertezza possibile, per monitorare come sta cambiando il pozzo oceanico. Questa comprensione è un'informazione vitale per i decisori che lavorano per mitigare il cambiamento climatico.

L'oceano è il pozzo dominante per il carbonio fossile emesso dall'uomo. Andando avanti, ci si aspetta che l'oceano continui a fare questo lavoro se continuiamo a immettere molto carbonio nell'atmosfera. Però, ci sono molte congetture sul modo in cui l'oceano si comporterà al variare della CO2 atmosferica. Ad esempio, una nuova ricerca ha dimostrato che l'oceano ridurrà quanto e quanto velocemente assorbe CO2 se la concentrazione atmosferica diminuisce.

"Se dovessimo ridurre drasticamente la nostra produzione di carbonio, l'evidenza che abbiamo nei documenti pubblicati di recente è che il pozzo oceanico risponderà, 'Hey, Grande, non mi stai infilando così tanto dentro, quindi non ho bisogno di prenderne così tanto.' Quindi più carbonio del previsto rimarrà nell'atmosfera, " ha spiegato McKinley. In altre parole, se dovessimo ridurre le emissioni di gas serra del 50 per cento, la riduzione del tasso di accumulo nell'atmosfera potrebbe essere di una percentuale molto inferiore. Ciò sarebbe dovuto al fatto che l'oceano si equilibra naturalmente con l'atmosfera, assorbendo meno CO2. Questo equilibrio è una risposta del tutto naturale, ma ha grandi implicazioni perché potrebbe creare un feedback negativo sulla nostra capacità di mitigare il cambiamento climatico.

L'obiettivo di questa ricerca è comprendere meglio come funzionano i pozzi di assorbimento del carbonio oceanici in modo che gli scienziati del clima possano fare proiezioni migliori che informino le scelte dei responsabili delle decisioni.

"Meglio lo quantifichiamo, meglio possiamo determinare i percorsi di emissione necessari per raggiungere livelli di cambiamento climatico che non saranno eccessivamente distruttivi per l'uomo e gli ecosistemi, " ha detto McKinley.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.