Le acque sotterranee che circolano attraverso il sottosuolo a causa dello scioglimento del permafrost possono trasportare anidride carbonica e metano ai laghi artici e, a loro volta, essere emesse nell'atmosfera. Questo processo di trasporto dei gas serra aumenta gli effetti del cambiamento climatico ed è ora quantificato per la prima volta dai ricercatori delle università di Umeå, Barcellona e Linköping. Lo studio è pubblicato su Nature Communications .

Il permafrost è il suolo che rimane ghiacciato tutto l'anno in diverse parti del pianeta, come l'Artico e l'Antartide, così come in alta montagna e altipiani. Il presente studio si concentra sui laghi artici situati nella sporadica regione del permafrost della Svezia settentrionale. In quest'area, un tipico ecosistema della tundra, tra il 10 e il 50% dei suoli è permanentemente congelato. Lo strato superiore del terreno sopra il permafrost, lo strato attivo, si congela e si scongela ogni anno.

In questa regione, la temperatura media annuale è aumentata notevolmente negli ultimi anni e ora è superiore a 0 gradi Celsius. Ciò fa scongelare il permafrost, con la sua abbondante materia organica ricca di carbonio e gas serra. Attraverso la circolazione delle acque sotterranee, il permafrost funge da sorgente che fornisce gas serra ai laghi idrologicamente collegati della regione. I gas vengono infine emessi dai laghi nell'atmosfera.

Ad oggi, si sa poco in dettaglio sull'importanza delle acque sotterranee sulle emissioni di gas serra dei laghi artici. Per rispondere alle domande su questo processo, il team di ricercatori ispano-svedesi nel presente studio ha utilizzato il radon, un gas abbondante nelle correnti del sottosuolo, come tracciante dello scarico delle acque sotterranee nei laghi.

Molte difficoltà tecniche

Tuttavia, la quantificazione del radon nelle acque superficiali e sotterranee per stimare il trasporto di gas serra dal permafrost in fase di disgelo ai laghi ha avuto difficoltà sia tecniche che operative.

"Il radon è un gas radioattivo, si disintegra molto rapidamente, quindi abbiamo dovuto installare apparecchiature di misurazione presso la stazione scientifica Abisko per misurare i campioni lo stesso giorno in cui sono stati raccolti", afferma Carolina Olid, docente all'Università di Barcellona ed ex Professore assistente all'Università di Umeå.

"Le concentrazioni di radon e metano nell'acqua del sottosuolo sono molto variabili, il che significa che è stato necessario lavorare con un gran numero e volume di campioni per poterne determinare la grandezza con buona precisione", afferma Valentí Rodellas, postdoc ricercatore presso l'Università Autonoma di Barcellona. "Inoltre, i suoli in queste regioni ricche e dense, hanno una grande capacità di trattenere l'acqua, il che ha reso ancora più difficile ottenere un volume d'acqua sufficiente per effettuare le analisi."

Più emissioni in estate

Dallo studio è emerso che l'afflusso di gas metano attraverso le falde acquifere nei laghi è più intenso in estate che in autunno a causa della maggiore abbondanza di acqua circolante nel sottosuolo (scioglimento, pioggia, ecc.). Le temperature più elevate in estate favoriscono anche la produzione di metano nel sottosuolo e, quindi, arricchiscono il contenuto di gas della falda che va ai laghi.

"Il cambiamento climatico e lo scioglimento accelerato del permafrost aumenteranno la quantità di gas serra che possono essere trasportati ai laghi attraverso le acque sotterranee. L'aumento delle precipitazioni, fino al 40% nell'Artico nel prossimo decennio, aumenterà anche il flusso di acque sotterranee e, quindi, lo scarico di metano nei laghi", afferma Carolina Olid.

Una maggiore emissione di gas serra nell'atmosfera non è l'unico effetto causato dallo scioglimento del permafrost.

"L'acqua del permafrost contiene alte concentrazioni non solo di gas come anidride carbonica o metano, ma anche di altri composti come nutrienti, mercurio e altri inquinanti. La presenza di questi composti nei laghi può generare impatti dannosi sull'ambiente naturale e sugli organismi che vivono negli ecosistemi lacustri, così come nei sistemi terrestri", afferma Gerard Rocher-Ros, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Umeå.

"Si tratta di effetti con implicazioni per l'intera catena trofica acquatica sia del lago stesso che della rete di fiumi e torrenti interconnessi, che hanno un impatto sui servizi ecosistemici forniti dalle risorse naturali alla società", aggiunge Carolina Olid.

Previsione del cambiamento climatico migliorata

È ancora difficile determinare quelle aree del pianeta in cui il processo di scioglimento del permafrost sarà più pronunciato o più veloce. In alcune zone i laghi si prosciugheranno perché l'acqua defluirà attraverso gli scarichi o nuovi canali formati dallo scioglimento. In altri casi, i laghi espanderanno i loro margini con il progredire dello scioglimento, un processo noto come termocarso, e nuovi laghi emergeranno in depressioni di rilievo.

In questo scenario di incertezza climatica, l'introduzione dello scarico delle acque sotterranee nei modelli climatici migliorerà le previsioni delle future emissioni di metano dai laghi.

"Questo ci consentirà di valutare il ruolo reale dei laghi nel ciclo del carbonio e se funzionano davvero come fonti o come possibili serbatoi di gas serra. Queste informazioni sono una chiave per poter sviluppare politiche di conservazione appropriate per mitigare i cambiamenti climatici", dice Carolina Olid. + Esplora ulteriormente

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