Informativa Questo sito o gli strumenti terzi da questo utilizzati si avvalgono di cookie necessari al funzionamento ed utili alle finalità illustrate nella cookie policy. Chiudendo questo banner, scorrendo questa pagina, cliccando su un link o proseguendo la navigazione in altra maniera, acconsenti all’uso dei cookie.

Il ciclo globale del carbonio: il futuro del ciclo del carbonio. Il grave rischio del permafrost

 

Oltre alle traiettorie incerte di fattori umani come le emissioni di combustibili fossili, l'uso del suolo o significativi sforzi di mitigazione, vari processi naturali possono portare ad una modifica del ciclo del carbonio. Ad esempio, un clima caldo può portare ad un aumento degli incendi e della siccità e ad una minore conservazione del carbonio nella biosfera terrestre. In particolare, il riscaldamento riduce l'assorbimento di carbonio nei tropici e nelle medie latitudini. Alle alte latitudini, un clima più caldo porta a una biosfera più produttiva e ad un maggiore assorbimento, ma può anche comportare un aumento della respirazione e a un maggior rilascio di CO2 e CH4 immagazzinati nei suoli e nei laghi.

Gli impatti umani sull'uso del suolo possono avere un impatto diretto sul clima. La deforestazione e l'agricoltura possono influire sullo stoccaggio del carbonio nel suolo e nella biomassa. L'uso di fertilizzanti influisce anche sul bilancio globale dell'azoto e può aumentare lo stoccaggio di carbonio. Il drenaggio su larga scala delle zone umide e la conversione in terreni agricoli possono ridurre le emissioni di CH4 dalla respirazione anaerobica.

La concentrazione di carbonio oceanico è guidato principalmente dalla differenza di pressione parziale della CO2 tra l'atmosfera e la superficie dell'oceano (ΔpCO2).

Questo meccanismo implica che se aumenta la  concentrazione atmosferica di CO2 porta quindi ad un aumento dell'assorbimento di CO2 nell'oceano. In realtà vi è una sostanziale incertezza nell'assorbimento oceanico futuro a causa dell'incertezza nei futuri cambiamenti nella circolazione oceanica, nel riscaldamento e nei cambiamenti chimici. Inoltre, il sequestro della CO2 nell'acqua dell'oceano può anche portare a impatti indesiderati man mano che l'oceano diventa più acido. Ad esempio, l'acidificazione degli oceani interrompe la capacità degli organismi di costruire e mantenere gusci di carbonato di calcio (CaCO3), perturbando sostanzialmente gli ecosistemi oceanici.

I suoli artici congelati possono influire notevolmente sul ciclo del carbonio e sul clima  Lo scongelamento dei ghiacci artici e del permafrost influiranno sul ciclo del carbonio. È probabile che questa liberazione di carbonio dal permafrost sia graduale e si verifichi su scale temporali del secolo.

 

Circa un terzo del carbonio presente sul Pianeta è intrappolato nel Mar Glaciale Artico sotto forma di metano e CO2 ed è sul punto di liberarsi in atmosfera. Il permafrost si sta sciogliendo sotto l'effetto del riscaldamento globale e di conseguenza il metano intrappolato in bolle al suo interno fuoriesce, accrescendo ulteriormente l'effetto serra. Per fortuna questo fenomeno non è ancora rilevante a livello globale. Un nuovo studio su Science Advances ci aiuta a capire meglio.

1600 miliardi di tonnellate di carbonio disseminati su un’area di 22.8 milioni di chilometri quadrati. Sono cifre che vale la pena rileggere. Sono le cifre del permafrost nel Mar Glaciale Artico, una delle zone più fredde e inospitali della Terra. Lassù, il cambiamento climatico sta scrivendo un nuovo capitolo della Storia. Enormi quantità di terreno ghiacciato, lontano ricordo dell’ultima glaciazione cominciata nel Pleistocene e terminata 11 mila anni fa, cominciano ora a sciogliersi a causa del riscaldamento globale.

Basti pensare che la temperatura media annua nel circolo polare artico è passata dai -2°C del 1880, ai circa +1.75°C di fine 2019. Il problema è che quel terreno custodisce una delle maggiori riserve naturali di metano del Pianeta. Questo gas - bloccato nel permafrost - è prodotto dalla decomposizione anaerobica di materia organica: prevalentemente radici, altre parti vegetali o resti animali che, sotto l’azione degli agenti atmosferici e dei millenni, si sono decomposte e sono rimaste imprigionate sotto strati di ghiaccio profondi fino ad 80 metri.

Come noto il metano è uno dei principali contributori al global warming, secondo solo alla CO2. Potenzialmente si tratta di un gas serra ben 25 volte più efficace dell’anidride carbonica. In poche parole, una molecola di metano trattiene calore e 'genera' riscaldamento globale 25 volte più che una molecola di CO2. Ad oggi, la concentrazione atmosferica di CO2 è molto più elevata rispetto a quella di metano (414 parti per milione contro 1870 parti per miliardo), e quindi l'effetto dell’anidride carbonica prevale.

"Non dovremo aspettare 200 o 300 anni per assistere ad un rilascio di metano dal permafrost su larga scala - avverte Katey Walter Anthony, biogeochimica dell’Università dell’Alaska, una delle massime esperte al mondo sul tema - già la mia generazione o al limite quella dei miei figli lo conoscerà. Sta già succedendo, ma ad un ritmo non ancora elevato. Il picco avverrà nel giro di pochi decenni".

 

 

La preoccupazione per gli effetti dei cambiamenti climatici, da un lato, e le difficoltà di ridurre le emissioni di carbonio derivanti dall'uso di combustibili fossili, dall'altro, è stato imposto l’obiettivo di limitare il riscaldamento medio globale a non più di 2°C, con un obiettivo più conservativo di 1,5°C per ridurre i rischi degli effetti più gravi dei cambiamenti climatici.  Però, diversi studi recenti hanno suggerito che il carbonio accumulato nell'atmosfera potrebbe aver già impegnato il sistema climatico ad un aumento di  2°C o più.

I tentativi di evitare gli impatti più gravi dei cambiamenti climatici attraverso la gestione del ciclo del carbonio si basano sulla riduzione delle emissioni e sull'aumento dello stoccaggio nei bacini idrici terrestri e oceanici.

La valutazione e la previsione del successo di queste strategie richiedono la comprensione di tutti i componenti naturali e antropogenici del ciclo globale del carbonio.

Le opzioni per la gestione delle emissioni di carbonio e di altri gas a effetto serra includono:

1) riduzione o cessazione dell'uso di combustibili fossili, sostituendoli con fonti di energia rinnovabili (ad es. Solare, eolico e idrico);

2) intervento sul clima attraverso la rimozione di anidride carbonica (CDR), compresa la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS), che comporta l'assorbimento delle emissioni alla fonte;

3) emissioni negative, utilizzando approcci per rimuovere CO2 precedentemente emessa aumentando lo stoccaggio nei bacini terrestri e oceanici.

L'intervento sul clima attraverso la modifica dell'albedo non influisce direttamente sul bilancio del carbonio ma è un tentativo di contrastare i cambiamenti climatici influenzando direttamente il bilancio globale delle radiazioni. Ad esempio, l'introduzione di aerosol nella stratosfera potrebbe potenzialmente fornire un effetto di raffreddamento globale ma non affronterebbe altri problemi come l'acidificazione degli oceani.

 

U.S. Global Change Research Program, Second State of the Carbon Cycle Report (SOCCR2), 2018

 

 

 


Torna all'indice