La costa della penisola di Bykovsky nel mare centrale di Laptev, La Siberia si ritira durante l'estate, quando i blocchi di permafrost ricchi di ghiaccio cadono sulla spiaggia e vengono erosi dalle onde. Credito:2017, P. Overduin
Nell'estremo nord, il rigonfiamento dell'Oceano Artico ha inondato vaste aree della tundra costiera e degli ecosistemi delle steppe. Sebbene l'acqua dell'oceano fosse solo di pochi gradi sopra lo zero, ha iniziato a scongelare il permafrost sottostante, esponendo miliardi di tonnellate di materia organica alla degradazione microbica. La materia organica in decomposizione ha iniziato a produrre CO 2 e CH 4 , due dei più importanti gas serra.
Sebbene i ricercatori studino da decenni il degrado del permafrost sottomarino, La difficoltà di raccogliere misurazioni e condividere i dati attraverso le divisioni internazionali e disciplinari ha impedito una stima complessiva della quantità di carbonio e del tasso di rilascio. Un nuovo studio, guidato da Ph.D. la candidata Sara Sayedi e il ricercatore senior Dr. Ben Abbott alla Brigham Young University (BYU) pubblicati sulla rivista IOP Publishing Lettere di ricerca ambientale , fa luce sul feedback climatico del permafrost sottomarino, generando le prime stime degli stock di carbonio circumartici, rilascio di gas serra, e possibile risposta futura della zona del permafrost sottomarino.
Sayedi e un team internazionale di 25 ricercatori sul permafrost hanno lavorato sotto il coordinamento del Permafrost Carbon Network (PCN), che è sostenuto dalla National Science Foundation degli Stati Uniti. I ricercatori hanno combinato i risultati di studi pubblicati e non pubblicati per stimare la dimensione dello stock di carbonio sottomarino passato e presente e la quantità di gas serra che potrebbe produrre nei prossimi tre secoli.
Utilizzando una metodologia chiamata valutazione di esperti, che unisce molteplici, valori plausibili indipendenti, i ricercatori hanno stimato che la regione del permafrost sottomarino attualmente intrappola 60 miliardi di tonnellate di metano e contiene 560 miliardi di tonnellate di carbonio organico nei sedimenti e nel suolo. Per riferimento, Gli esseri umani hanno rilasciato un totale di circa 500 miliardi di tonnellate di carbonio nell'atmosfera dalla rivoluzione industriale. Ciò rende lo stock di carbonio del permafrost sottomarino un potenziale gigantesco feedback dell'ecosistema ai cambiamenti climatici.
"Il permafrost sottomarino è davvero unico perché sta ancora rispondendo a una drammatica transizione climatica di oltre diecimila anni fa, " Sayedi ha detto. "In un certo senso, può darci una sbirciatina sulla possibile risposta del permafrost che oggi si sta scongelando a causa dell'attività umana".
Le stime del team di Sayedi suggeriscono che il permafrost sottomarino sta già rilasciando notevoli quantità di gas serra. Però, questo rilascio è dovuto principalmente all'antico cambiamento climatico piuttosto che all'attuale attività umana. Stimano che il permafrost sottomarino rilasci circa 140 milioni di tonnellate di CO 2 e 5,3 milioni di tonnellate di CH4 nell'atmosfera ogni anno. Questo è simile in grandezza all'impronta di gas serra complessiva della Spagna.
I ricercatori hanno scoperto che se il cambiamento climatico causato dall'uomo continua, il rilascio di CH 4 e CO 2 dal permafrost sottomarino potrebbe aumentare notevolmente. Però, questa risposta dovrebbe verificarsi nei prossimi tre secoli piuttosto che bruscamente. I ricercatori hanno stimato che la quantità di futuro rilascio di gas serra dal permafrost sottomarino dipende direttamente dalle future emissioni umane. Hanno scoperto che in uno scenario normale, il riscaldamento del permafrost sottomarino rilascia quattro volte più CO . in più 2 e CH 4 rispetto a quando le emissioni umane vengono ridotte per mantenere il riscaldamento a meno di 2°C.
Diagramma artistico degli ecosistemi del permafrost sottomarino e costiero, enfatizzando la produzione e il rilascio di gas serra. Credito:opera d'arte originale creata per questo studio da Victor Oleg Leshyk presso la Northern Arizona University.
"Questi risultati sono importanti perché indicano un feedback climatico sostanziale ma lento, " Sayedi ha spiegato. "Qualche copertura di questa regione ha suggerito che le emissioni umane potrebbero innescare il rilascio catastrofico di idrati di metano, ma il nostro studio suggerisce un aumento graduale nel corso di molti decenni".
Anche se questo feedback climatico è relativamente graduale, i ricercatori sottolineano che il permafrost sottomarino non è incluso negli attuali accordi sul clima o negli obiettivi di gas serra. Sayedi ha sottolineato che c'è ancora una grande quantità di incertezza sul permafrost sottomarino e che sono necessarie ulteriori ricerche.
The coastline of the Bykovsky Peninsula in the central Laptev Sea, Siberia retreats during summer, when ice-rich blocks of permafrost fall to the beach and are eroded by waves. Credit:2017, P. Overduin
"Compared to how important subsea permafrost could be for future climate, we know shockingly little about this ecosystem, " Sayedi said. "We need more sediment and soil samples, as well as a better monitoring network to detect when greenhouse gas release responds to current warming and just how quickly this giant pool of carbon will wake from its frozen slumber."
