Perché scongelare il permafrost è importante

Perché scongelare il permafrost è importante

A Bethel, in Alaska, i muri si stanno spaccando, le case stanno crollando e la strada principale sembra un ottovolante per bambini. Nella città costiera di Kongiganak, cimiteri che affondano impediscono agli abitanti dellAlaska di seppellire i loro morti nel terreno. Il villaggio di Shishmaref, situato su unisola a cinque miglia dalla terraferma dellAlaska occidentale, si è eroso così tanto che sta contemplando il trasferimento totale. Queste comunità sono afflitte dal permafrost che si sta scongelando.

Il permafrost è un terreno che rimane congelato per due o più anni consecutivi. È composto da roccia, suolo, sedimenti e quantità variabili di ghiaccio che legano insieme gli elementi. Alcuni permafrost sono stati congelati per decine o centinaia di migliaia di anni.

Trovato sotto uno strato di terreno, il permafrost può avere uno spessore compreso tra tre piedi e 4.900 piedi. Conserva i resti a base di carbonio di piante e animali che si sono congelati prima che potessero decomporsi. Gli scienziati stimano che il permafrost mondiale contenga 1.500 miliardi di tonnellate di carbonio, quasi il doppio della quantità di carbonio attualmente presente nellatmosfera.

Sfortunatamente, quando il permafrost si riscalda e si scongela, rilascia anidride carbonica e metano nellatmosfera . Con laumento del termostato globale, il permafrost, invece di immagazzinare carbonio, potrebbe diventare una fonte significativa di emissioni di riscaldamento del pianeta.

Il permafrost si sta già scongelando in alcuni luoghi e, se il problema si diffonde, gli scienziati temono che potrebbe avviare un processo incontrollato di riscaldamento globale.

Il riscaldamento dellArtico

Il permafrost copre circa il 24 percento della massa continentale esposta dellemisfero settentrionale, circa 9 milioni di miglia quadrate. Si trova ad alte latitudini e altitudini elevate, principalmente in Siberia, sullaltopiano tibetano, Alaska, Canada settentrionale, Groenlandia, parti della Scandinavia e Russia. Le piattaforme continentali sotto lOceano Artico, che sono state esposte durante lultima era glaciale, contengono anche permafrost.

Tuttavia, le regioni polari e di alta quota sono tra i luoghi più sensibili al clima del pianeta. Secondo la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), lArtico si sta riscaldando due volte più velocemente del resto del pianeta, a una velocità di variazione della temperatura che non è stata osservata almeno negli ultimi 2.000 anni. Nel 2016, le temperature medie annuali della superficie erano di 3,5 gradi Celsius più calde rispetto allinizio del XX secolo. Quellanno, le temperature del permafrost nellArtico sono state le più calde mai registrate.

In Alaska, le temperature del permafrost si sono riscaldate fino a 2 ° C negli ultimi decenni. Uno studio recente prevede che con ogni aumento di 1˚C della temperatura, 1,5 milioni di miglia quadrate di permafrost potrebbero andare perse a causa dello scongelamento.

Quando il permafrost si scioglie

O. Roger Anderson, un biologo dellEarth Institutes Lamont-Doherty Earth Observatory, ha spiegato perché il permafrost rilascia carbonio mentre si scioglie.

Lo “strato attivo” di terreno sopra il permafrost, che può essere profondo da due a 13 piedi, si scongela ogni estate e può sostenere la vita delle piante. Questo strato rilascia carbonio dalle radici delle piante che respirano CO2 e dai microbi nel suolo. Alcuni microbi scompongono la materia organica in CO2. Altri, chiamati archaea, producono invece metano, quando le condizioni sono anaerobiche, quando il terreno è saturo dacqua o non è disponibile ossigeno. Il metano è da 20 a 30 volte più potente dellanidride carbonica nellesacerbare il riscaldamento globale, ma rimane nellatmosfera per meno tempo.

Quando il permafrost si scioglie, lo strato attivo si approfondisce. I microbi diventano attivi e le radici delle piante possono penetrare più in basso, determinando la produzione di più CO2. La quantità di metano generata dipende da quanto è saturo il suolo.

Gli scienziati non conoscono le proporzioni relative delle emissioni di anidride carbonica e metano che potrebbero derivare dallo scongelamento su larga scala del permafrost, ha detto Anderson, perché questo non è mai successo nella storia umana. Tuttavia, la ricerca sullo strato superiore della tundra (pianure prive di alberi sovrastanti il permafrost) suggerisce che le emissioni medie di anidride carbonica sono circa 50 volte superiori a quelle del metano.

“E sappiamo che per ogni 10 gradi Celsius che il suolo si riscalda, lemissione di CO2 raddoppierà “, ha detto Anderson.

Uno studio del 2017 ha stimato che se le temperature globali aumentassero di 1,5 ° C sopra i 1861 livelli, lo scongelamento del permafrost potrebbe rilasciare da 68 a 508 gigatonnellate di carbonio.Senza considerare lattività umana, questo carbonio da solo aumenterebbe le temperature globali da 0,13 a 1,69 ° C entro il 2300. Poiché potremmo aver già bloccato 1,5 ° C di riscaldamento al di sopra dei livelli preindustriali, questa quantità di riscaldamento aggiuntivo potrebbe provocare impatti catastrofici dei cambiamenti climatici.

Sebbene un Artico più caldo possa supportare più piante e le piante assorbano anidride carbonica attraverso la fotosintesi, si prevede che la nuova crescita compenserà solo il 20% circa del rilascio di carbonio del permafrost.

Cosa protegge il permafrost

Una cosa che protegge il permafrost dagli impatti dei cambiamenti climatici è la torba, la vegetazione parzialmente decomposta che si accumula in ambienti saturi dacqua senza ossigeno. Trovata in gran parte del basso Artico, la torba può coprire o comprendere lintero strato attivo o essere congelata come permafrost.

Ben Gaglioti, un ricercatore post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory, ha studiato le registrazioni dei sedimenti dei laghi nellAlaska settentrionale per determinare la quantità di carbonio rilasciata dal permafrost in risposta ai periodi di riscaldamento a la fine dellultima era glaciale. Si è scoperto che il permafrost era molto più sensibile, nel senso che ha rilasciato più carbonio, durante i passati eventi di riscaldamento, con una risposta gradualmente inferiore nel tempo. Negli ultimi 150 anni di riscaldamento, la risposta è stata relativamente scarsa.

“La nostra ipotesi è che laccumulo di materia organica o torba nello spartiacque si sia verificato a causa di un clima relativamente caldo e stabile sin dallera glaciale”, ha detto Gaglioti. ” Quella torba, che ha iniziato ad accumularsi circa 13.000 anni fa, fa un ottimo lavoro nellisolare il terreno sottostante dal disgelo, quindi pensiamo che stia tamponando il permafrost. “

I modelli di Gaglioti mostrano che la sensibilità del permafrost sottostante è altamente dipendente dallo spessore della torba. “Il destino del permafrost sottostante dipende in qualche modo dalla stabilità dello strato di torba”, ha detto.

Un ciclo irreversibile?

Gli incendi possono staccare la torba e produrre permafrost più sensibili ai cambiamenti climatici e si prevede che aumenteranno nelle regioni della tundra, ha detto Gaglioti. Le estati più calde e secche rendono la vegetazione più combustibile. Le temperature più calde provocano anche più temporali e fulmini che possono innescare incendi.

Incendi non solo rilascio CO2 mentre bruciano; in seguito, il terreno annerito assorbe più radiazione solare e si riscalda ulteriormente. E una volta che il fuoco rimuove la torba e la vegetazione che ombreggia il terreno, il paesaggio può diventare troppo ben drenato per rigenerare la torba.

Molti scienziati temono che lo scongelamento del permafrost possa essere un punto critico che innesca un ciclo irreversibile: quando il permafrost rilascia il suo carbonio come CO2 o r metano, accelererà il riscaldamento, che quindi farà precipitare più disgelo del permafrost e così via. Non ci sarà nulla che gli esseri umani possano fare per fermarlo.

Le regioni in cui il permafrost è congelato tutto lanno si stanno già spostando verso nord; e in alcune zone, la tundra si congela più tardi in autunno, lasciando più tempo ai microbi per decomporre la materia organica e alle piante per respirare.

Impatti dello scongelamento del permafrost

Quando il ghiaccio quando il permafrost si scioglie, il terreno diventa instabile e può cedere, provocando rocce e smottamenti, inondazioni ed erosione costiera.

Il terreno è crollato a 280 piedi di profondità in alcune parti della Siberia. La terra instabile può danneggiare edifici, strade, linee elettriche e altre infrastrutture.

Può anche danneggiare gli ecosistemi naturali. I laghi Thermokarst – depressioni che si sono formate durante lo scongelamento del permafrost collassato e riempito di acqua di disgelo – sono importanti per la fauna selvatica e forniscono acqua alle comunità locali. Ma se il permafrost sottostante continua a scongelarsi, i laghi e le zone umide possono prosciugarsi completamente, distruggendo queste risorse biologicamente importanti.

Poiché i sedimenti delle frane confondono ruscelli e laghi, influenzano la vita vegetale alla base della catena alimentare e potenzialmente tutte le creature che dipendono da esso. I cambiamenti nel paesaggio possono alterare i modelli di riproduzione e migrazione dei caribù. E mentre lArtico si riscalda, i castori si stanno spostando verso nord. Le loro dighe inondano nuove aree, creando tratti paludosi che consentono a più acqua calda di scongelare ulteriormente il permafrost.

Lo scongelamento del permafrost può rilasciare più delle emissioni di carbonio. Nel 2016, un giovane ragazzo è morto e dozzine sono state ricoverate in ospedale dopo aver contratto lantrace nella penisola di Yamal in Siberia. Una carcassa di renna infettata dallantrace che si era congelata 75 anni prima è stata esposta quando il permafrost si è scongelato.Le spore di antrace sono penetrate nel suolo e nellacqua e, infine, nellapprovvigionamento di cibo, infettando gli esseri umani.

Persone e animali e le loro malattie sono stati congelati nel permafrost per centinaia di anni, ma batteri e virus possono sopravvivere nel permafrost per centinaia di migliaia di anni – scienziati recentemente rianimati un virus di 30.000 anni che infetta le amebe. Malattie come linfluenza spagnola, il vaiolo o la peste che sono state eliminate potrebbero essere congelate nel permafrost. Con il riscaldamento dellArtico, più attività, come lestrazione di terre rare o metalli preziosi, potrebbero potenzialmente metterci di nuovo in contatto con loro.

Costruire sul permafrost è problematico, non solo perché il terreno è instabile, ma perché il calore degli edifici e dei tubi stessi può riscaldare il permafrost. Le strutture devono essere costruite su pali di legno o basate su spessi cuscinetti di ghiaia. Le tubazioni dellacqua e delle fognature devono essere posizionate fuori terra. Alcune strade Bethel e piste aeroportuali sono dotate di tubi pieni di liquido che trasferiscono il calore lontano dal permafrost e lospedale ha installato macchine che mantengono il terreno costantemente refrigerato.

A Inuvik, una città nel nord-ovest del Canada, i ricercatori stanno sperimentando nuove varietà di palificazioni per stabilizzare gli edifici, ma non hanno ancora trovato una soluzione perfetta. Dicono che sia difficile sapere cosa funzionerà meglio perché nessuno nellArtico ha mai sperimentato il tasso di cambiamento del permafrost che si sta verificando oggi.

Rimangono molte domande

Mentre le più recenti Il rapporto del gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici ha riconosciuto che il permafrost si sta riscaldando, i suoi modelli climatici non hanno tenuto conto di queste emissioni quando si effettuano proiezioni climatiche.

Questo perché, in ultima analisi, quanto si riscalda il pianeta dallo scongelamento del permafrost dipenderà da quanto il carbonio viene rilasciato, quanto velocemente e se è sotto forma di CO2 o metano. Ma per avere una comprensione più completa di questo fenomeno ed essere in grado di fare proiezioni climatiche più accurate, gli scienziati devono essere in grado di valutare meglio la vulnerabilità del permafrost allo scongelamento e le sue numerose conseguenze per lArtico e il pianeta.

“La ricerca scientifica è così importante per la comprensione”, ha detto Anderson. “Non possiamo prevedere da ciò che è già noto perché non abbiamo mai avuto lo scongelamento del permafrost fino a questo punto. È solo attraverso una ricerca scientifica più attenta che possiamo rispondere a queste domande. “