Il permafrost è uno dei più grandi serbatoi di carbonio del mondo in quanto immagazzina il doppio del carbonio dell'atmosfera

Quando il permafrost si scongela

Il permafrost è uno dei più grandi serbatoi di carbonio del mondo in quanto immagazzina il doppio del carbonio dell'atmosfera. Mentre il clima della Terra si riscalda, il permafrost si sta sciogliendo. Ciò significa che il ghiaccio all'interno del permafrost si scioglie, lasciandosi dietro acqua e suolo.

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Lo scongelamento del permafrost può avere un impatto drammatico sul nostro pianeta e sulle cose che ci vivono. Per esempio:

  • molti villaggi del nord sono costruiti sul permafrost. Quando il permafrost è congelato, è più duro del cemento. Tuttavia, lo scongelamento del permafrost può distruggere case, strade e altre infrastrutture.
  • quando il permafrost è congelato, il materiale vegetale nel terreno, chiamato carbonio organico, non può decomporsi o marcire. Quando il permafrost si scioglie, i microbi iniziano a decomporre questo materiale. Questo processo rilascia nell'atmosfera gas serra come anidride carbonica e metano.
  • quando il permafrost si scioglie, così fanno i batteri e i virus antichi nel ghiaccio e nel suolo. Questi microbi appena scongelati potrebbero far ammalare molto gli esseri umani e gli animali. Gli scienziati hanno scoperto microbi di oltre 400.000 anni nel permafrost scongelato.

 


Gli indicatori del cambiamento climatico: il permafrost


 

Il permafrost è uno dei più grandi serbatoi di carbonio del mondo in quanto immagazzina il doppio del carbonio dell'atmosfera. 

Questa consistente riserva di carbonio è bloccata grazie alla bassa temperatura del suolo. Tuttavia, la zona del permafrost si sta riscaldando in tutto il mondo, provocando il disgelo del terreno ghiacciato. 

Le prove suggeriscono che il 5-15% della vasta riserva di carbonio del suolo immagazzinata negli ecosistemi del permafrost settentrionale potrebbe essere emessa come gas a effetto serra entro il 2100 sotto l'attuale percorso del riscaldamento globale. Tuttavia, le misurazioni dirette dei cambiamenti nel carbonio del suolo rimangono scarse.

Si prevede che il processo di fusione del permafrost rilasci enormi quantità di carbonio nell'atmosfera, portando potenzialmente a un forte feedback positivo che potrebbe amplificare il riscaldamento climatico. Tuttavia, l'entità delle emissioni di gas serra (GHG) risultanti dallo scongelamento del permafrost rimane incerta. Questo perché lo scongelamento del permafrost determina una vasta gamma di cambiamenti fisici, chimici e biologici che influenzano non solo il suolo, ma anche ecosistemi più ampi. E’ necessario capire meglio cosa succede al suolo e all'ambiente in generale quando il permafrost si scioglie per determinare l'effetto netto sul ciclo globale del carbonio.

Il riscaldamento del permafrost cambia l'ambiente del suolo, che attiva la decomposizione microbica della materia organica. 

L'attività microbica è ampiamente soppressa quando la temperatura è sotto lo zero. Tuttavia, quando il clima ambientale si riscalda, il suolo ghiacciato si scioglie e i microrganismi accelerano la decomposizione della materia organica in anidride carbonica (CO2), metano (CH4) e protossido di azoto (N2O).  Questi gas hanno un forte potere climalteranti.


Gli indicatori del cambiamento climatico: i gas ad effetto climalterante


 

Il processo può essere ulteriormente accelerato al variare della composizione della comunità microbica. 

Il suolo permafrost è privo di processi biogeochimici a causa della ridotta diversità della comunità microbica ma questi processi mancanti possono essere recuperati con l'aumentare della diversità della comunità nel suolo riscaldato.

Le emissioni dirette di GHG possono rappresentare solo una parte della perdita di carbonio dai siti che si stanno scongelando. In realtà gran parte del carbonio viene portato via dall'acqua di disgelo. 

Una quantità considerevole di carbonio scongelato può entrare nelle acque interne circostanti, dove sperimenterà processi fisici, chimici e biologici più complessi mentre viaggia verso l'oceano. 

Tuttavia, non tutti i processi portano al rilascio di carbonio. Ad esempio il seppellimento nei sedimenti o l'assorbimento microbico  possono sequestrare il carbonio nelle acque e ridurre le emissioni di gas serra. Il carbonio scongelato può anche raggiungere l'oceano, dove può persistere per lunghi periodi di tempo.

Tuttavia, gran parte di questo carbonio fluviale può ancora finire nell'atmosfera, aggiungendosi alle emissioni dirette dei suoli in fase di disgelo. Gran parte della materia organica che entra nelle acque interne è altamente biodegradabile e la decomposizione microbica si traduce in notevoli emissioni di GHG, in particolare CH4, un GHG molto più potente della CO2 .

La velocità con cui il permafrost si scongela può anche influenzare la quantità di carbonio rilasciata. La comprensione attuale si basa principalmente su esperimenti che simulano lo scongelamento graduale. Tuttavia, le osservazioni del mondo reale mostrano che lo scongelamento può verificarsi in modo molto più drammatico. 

I terreni tenuti insieme dal ghiaccio possono collassare improvvisamente quando il permafrost si riscalda. 

Questo processo di scongelamento improvviso può rilasciare fino al 190% di emissioni di GHG in più rispetto allo scongelamento graduale.

Non ci sono solo cattive notizie. L’anidride carbonica rilasciata dal permafrost aumenta la crescita della vegetazione nella vasta zona del permafrost, che può portare a una maggiore rimozione di CO2 dall'atmosfera. 

Questa risposta della vegetazione è particolarmente importante quando lo scongelamento è graduale. La ricrescita della vegetazione dopo il crollo del suolo può anche compensare in parte l'impatto sul clima, sebbene l'effetto sia stimato essere limitato. Il maggiore sequestro del carbonio da parte della vegetazione fornisce un meccanismo importante per ridurre il feedback permafrost-clima, ma la sua entità rimane in gran parte sconosciuta.

 

 

Plaza, C., Pegoraro, E., Bracho, R. et al. Direct observation of permafrost degradation and rapid soil carbon loss in tundra. Nat. Geosci. 12, 627–631 (2019).

When permafrost thaws. Nat. Geosci. 13, 765 (2020).