Lo scioglimento del permafrost e le conseguenze sul clima e sugli ecosistemi: piccoli cambiamenti che possono generare grandi modifiche al Clima.

Il permafrost come indicatore del cambiamento climatico

Lo scioglimento del permafrost è in grado di provocare conseguenze sul clima e sugli ecosistemi. Il permafrost è un terreno permanentemente congelato, ossia sedimenti o rocce che rimangono al di sotto dei 0°C per almeno due anni. Il suo spessore varia da meno di 1 metro a più di 1.000 metri. Il permafrost immagazzina elevati quantitativi di carbonio. Se le alte latitudini nord dovessero avere un aumento significativo della temperatura si assisterebbe ad emissioni di elevati quantitativi di CO2 e metano.

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Le temperature del permafrost riportate nel 2020 per le regioni artiche sono state le più alte mai registrate nella maggior parte dei siti di osservazione.

 Lo strato del permafrost

 Lo strato del permafrost

Lo strato attivo varia da poche decine di centimetri in Antartide e in parte nell'Artico a 6-8 m sulle nostre Alpi. Nelle grandi pianure artiche lo strato attivo e la parte più superficiale del permafrost sottostante possono contenere elevatissime percentuali di carbonio organico o, più generalmente, contenuti  di sostanza organica che variano da 0.5 a 3-4%.

Le regioni di permafrost occupano circa 22,79 milioni di chilometri quadrati (circa il 24% della superficie terrestre esposta) dell'emisfero settentrionale.

A causa del flusso di calore proveniente dall'interno del pianeta (lo stesso che origina i fenomeni vulcanici), lo strato di permafrost profondo è limitato inferiormente.

Mappa del Permafrost

 Mappa del Permafrost: le tonalità più scure di viola indicano percentuali più alte di terreno permanentemente congelato. Credit: Philippe Rekacewicz, UNEP / GRID-Arendal; dati dell'International Permafrost Association, 1998. Circumpolar Active-Layer Permafrost System (CAPS), versione 1.0.

 La maggior parte del permafrost esistente oggi si è formata durante i periodi glaciali freddi e ha resistito durante i periodi interglaciali più caldi.

Alcuni permafrost relativamente poco profondi (da 30 a 70 metri) si sono formati durante la seconda parte dell'Olocene (ultimi 6000 anni) e alcuni durante la Piccola Era Glaciale (da 400 a 150 anni fa). 

Da cosa dipende il permafrost?

Il permafrost non dipende dal tenore di umidità del terreno, dalla copertura o dalla localizzazione; ma dipende esclusivamente dalla temperatura. Qualsiasi roccia o terreno rimasti al di sotto di 0°C per due o più anni è chiamato permafrost. Esso può contenere oltre il 30% di ghiaccio o per niente. Può essere sovrapposto a diversi metri di neve oppure no.

La comprensione del permafrost non è solo importante per l'ingegneria civile e l'architettura, ma è anche una parte fondamentale dello studio del cambiamento globale e della protezione dell'ambiente nelle regioni fredde.

Determinare la posizione e l'entità del permafrost è spesso difficile. Anche nelle aree in cui la temperatura media annua è sotto zero, il permafrost potrebbe non esistere.

Geologi hanno mappato il permafrost sin dalla metà del 20° secolo. Nel 1990 l'Associazione Internazionale di Permafrost (IPA) ha riconosciuto la necessità di una singola mappa unificata per riassumere la distribuzione e le proprietà del ghiaccio di permafrost e di terra nell'emisfero settentrionale.

Il permafrost è caratterizzato dalla sua instabilità. Spesso è coperto da uno strato attivo che si scioglie regolarmente. Il permafrost può essere antico di migliaia di anni oppure può essersi appena formatosi. Il disgelo del permafrost mette in pericolo sia le strutture artificiali che le caratteristiche naturali.

Il permafrost può essere usato come un paleotermometro: le fluttuazioni della temperatura dell'aria dalla fine del XIX e XX secolo possono essere ottenute misurando la temperatura nei pozzi profondi del permafrost

 Negli ultimi decenni, la temperatura del permafrost si è generalmente aumentata nelle pianure e nelle montagne. Il disgelo del permafrost è stato osservato in molte località: molte delle prove sono indirette e si basano sui cambiamenti nella vegetazione della foresta e della tundra, cedimento differenziale della superficie del suolo e perdita di laghi aumento dello spessore dello strato attivo.

A scala regionale e globale, i cambiamenti nei confini zonali del permafrost sono difficili da identificare a causa delle irregolarità tridimensionali nella distribuzione del permafrost. 

Diverse osservazioni indicano un degrado del permafrost. Alcune proiezioni suggeriscono che entro il 2100 aumenterà del 25% il versamento di acqua dolce negli oceani a causa dello scongelamento del permafrost. Questa proiezione si applica solo ai primi metri di permafrost e dipende dai modelli sul clima e la neve. Le osservazioni sul campo indicano che il permafrost si è riscaldato fino a 6°C durante il ventesimo secolo.

Gran parte del suolo congelato dell'emisfero settentrionale è sovrastato da foreste boreali sempreverdi. Queste foreste boreali sono una fonte enorme di carbonio che negli anni possono venir inglobati nel permafrost. 

Infatti, l'Artico contiene quasi un terzo del carbonio terreno immagazzinato dalla Terra. Se le alte latitudini nord dovessero avere un aumento significativo della temperatura, i suoli regionali inizierebbero a rilasciare carbonio nell'atmosfera, che potrebbe portare a temperature più elevate, alimentando il ciclo di rilascio di carbonio e aumento della temperatura.

La fotosintesi consuma l'anidride carbonica, quindi una maggiore offerta di anidride carbonica ha il potenziale per aumentare la produttività delle piante, in particolare con le stagioni di crescita estese e il permafrost restringente nell'Artide. Alcuni studi di proiezione del clima suggeriscono che l'anidride carbonica rilasciata per scongelamento di permafrost sarà solo parzialmente compensata dall'aumento della produttività degli impianti artici e delle foreste boreali. Di conseguenza, le regioni di permafrost della Terra diventeranno probabilmente una fonte di carbonio (anziché un dissipatore di carbonio) entro il 2100.

Oltre all'anidride carbonica, il disgelo di permafrost può liberare il metano da terreni ad alta latitudine.

Il metano è un gas di serra molto più potente dell'anidride carbonica, anche se non rimane nell'atmosfera terrestre.

Identificare la dimensione attuale di permafrost e prevedere l'estensione futura è difficile. Un'interpretazione conservatrice dei modelli attuali suggerisce che il permafrost sostenibile persisterà probabilmente solo nell'arcipelago canadese, nella costa artica della Russia e in Siberia.

 

 

 International Permafrost Association, What is permafrost?