Una coppia di ricercatori dell'Università del Massachusetts Amherst ha recentemente pubblicato i risultati di uno studio che è il primo ad adottare un approccio di modellizzazione basato sui processi per capire quanta CO₂ fiumi e torrenti contribuiscono all'atmosfera. Il team si è concentrato sullo spartiacque dell'East River nelle Montagne Rocciose del Colorado e ha scoperto che il loro nuovo approccio è molto più accurato degli approcci tradizionali, che sovrastimavano la CO₂ emissioni fino a un fattore 12. Una prima versione online della ricerca è stata recentemente pubblicata da Global Biogeochemical Cycles.

Gli scienziati fanno riferimento alla CO₂ totale circolante attraverso la terra e l'atmosfera come bilancio del carbonio. Questo budget include entrambe le fonti antropogeniche di CO₂ , come quelli che provengono dalla combustione di combustibili fossili, nonché da fonti più naturali di CO₂ che fanno parte del ciclo regolare del carbonio del pianeta. "Nell'era del cambiamento climatico globale", afferma Brian Saccardi, studente laureato in geoscienze presso UMass Amherst e autore principale della nuova ricerca, "dobbiamo sapere quali sono i livelli di base di CO₂ sono, da dove provengono e come funzionano quei processi fisici di emissione di carbonio." Senza una tale linea di base, è difficile sapere come sta cambiando la terra come CO₂ i livelli aumentano.

Ruscelli e fiumi sono uno dei tanti luoghi che emettono naturalmente CO₂ —Gli scienziati lo sanno da tempo, ma è stato un numero molto difficile da definire. In parte, ciò è dovuto al CO₂ le emissioni fluttuano rapidamente e si è rivelato impraticabile monitorare fisicamente tutte le reti fluviali della terra. E quindi gli scienziati in genere si affidano a modelli statistici per stimare la quantità di CO₂ ruscelli e fiumi emettono. Il problema, spiega Saccardi, è che i modelli non tengono conto dell'intera complessità di come CO₂ si sposta dalle acque sotterranee al torrente o al fiume, cosa succede una volta lì e quanto viene emesso nell'atmosfera.

"Questa è la prima volta che prendiamo in considerazione i processi fisici stessi", afferma Matthew Winnick, professore di geoscienze presso UMass Amherst e coautore del documento. "Dobbiamo sapere come avviene ogni fase del movimento di CO₂ funziona, quindi sappiamo come reagiranno ai cambiamenti climatici."

Saccardi e Winnick hanno progettato, testato e convalidato un modello "basato sui processi" che si basa sulle leggi della fisica e su misurazioni empiriche per arrivare alle sue stime. La coppia ha effettuato 121 misurazioni di ruscelli nel remoto spartiacque dell'East River in Colorado, rispetto alle quali hanno potuto testare il loro nuovo modello. E i risultati sono stati chiari:secondo la ricerca, il loro modello è molto più accurato degli approcci standard.

Sebbene Saccardi e Winnick si affrettano a sottolineare che le loro conclusioni si applicano solo allo spartiacque dell'East River, hanno piani futuri per applicare il loro modello basato sui processi in modo più ampio e sospettano che il loro nuovo metodo possa aiutare a rivalutare radicalmente il bilancio di carbonio naturale della terra.