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Antartide sta rilasciando metano: fenomeno di riscaldamento globale naturale iniziato migliaia di anni fa

Secondo l’EPA, nel 2018, il metano rappresentava circa il 10% delle emissioni statunitensi di gas serra causate dall’uomo. Ma la fuga dell’Antartide potrebbe essere al di là dell’influenza o del controllo umano. Gli scienziati ritengono che enormi quantità di metano siano immagazzinate sotto  il  fondo marino dell’Antartide. Non conoscono la causa della perdita, ma probabilmente non è colpa del riscaldamento globale, dal momento che il Mare di Ross non si è ancora riscaldato in modo significativo:

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PMMA camere utilizzati per misurare metano e di CO 2 emissioni Storflaket torba palude vicino Abisko , nel nord della Svezia .

Depositi in decomposizione di alghe millenarie probabilmente creano il metano. Di solito, i microbi consumano metano sottomarino prima che questo possa raggiungere l’atmosfera. Ma l’ecosistema  attorno alla perdita in Antartide è stato lento nel produrre i microbi che consumano metano, creando un biofiltro di metano inadeguato sotto la vasta calotta glaciale dell’Antartide occidentale. Gli attuali modelli di cambiamento climatico non consentono questo intervallo tra lo sviluppo di infiltrazioni e microbi, il che potrebbe portare i ricercatori a conclusioni eccessivamente ottimistiche. I sommozzatori hanno notato per la prima volta la presenza di metano nel 2011, ma gli  scienziati hanno iniziato a indagare a partire dal 2016, studiandolo in dettaglio sia in loco che in laboratorio:

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Gli scienziati considerano il rilascio di metano dalle regioni di permafrost e dai depositi sottomarini congelati come un indicatore chiave che il  riscaldamento globale  non può più essere fermato. “Il ciclo del metano è assolutamente qualcosa di cui noi come società dobbiamo preoccuparci”, ha affermato Andrew Thurber, scienziato della Oregon State University che ha guidato la ricerca.“Lo trovo incredibilmente preoccupante.” La nuova ricerca,  pubblicata sulla rivista Proceedings of the Royal Society B , colloca il metano in un sito chiamato Cinder Cones in McMurdo Sound. La patch è lunga circa 70 metri. “Il ritardo [nei microbi che consumano metano] è la scoperta più importante”, ha detto Thurber. “Non è una buona notizia. Ci sono voluti più di cinque anni perché i microbi iniziassero a comparire e anche allora c’era ancora metano che stava rapidamente fuggendo dal fondo del  mare” .

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Il rilascio di metano dall’Artico è di per sé un importante contributo al riscaldamento globale a seguito dell’amplificazione polare . Recenti osservazioni nell’Artico siberiano mostrano un aumento dei tassi di rilascio di metano dal fondale artico. [4] Il permafrost terrestre, anche nell’Artico siberiano, è stato stimato nel 2013 per rilasciare 17 milioni di tonnellate di metano all’anno – un aumento significativo rispetto ai 3,8 milioni di tonnellate stimate nel 2006 e stime prima di allora di soli 0,5 milioni di tonnellate. [10] [11] [12] Questo dato si confronta con circa 500 milioni di tonnellate rilasciate nell’atmosfera ogni anno da tutte le fonti. [10]

Shakhova et al. (2008) stimano che non meno di 1.400 gigatonnellate (Gt) di carbonio sono attualmente bloccate come metano e idrati di metano sotto il permafrost sottomarino artico, e il 5-10% di quell’area è soggetta a perforazione da tali aperti . Concludono che “il rilascio fino a 50 Gt della quantità prevista di stoccaggio dell’idrato [è] altamente possibile per il rilascio improvviso in qualsiasi momento”. Ciò aumenterebbe il contenuto di metano nell’atmosfera del pianeta di un fattore dodici. [13]

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Nel 2008 il sistema di laboratorio nazionale del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti [14] ha identificato la potenziale destabilizzazione del clato nell’Artico come uno degli scenari più gravi per il brusco cambiamento climatico , che sono stati individuati per la ricerca prioritaria. Il programma di scienza dei cambiamenti climatici degli Stati Uniti ha pubblicato un rapporto alla fine di dicembre 2008 stimando la gravità del rischio di destabilizzazione del clato, insieme ad altri tre scenari repentini di cambiamento climatico credibili. [15]

I risultati dello studio basati sulla missione CARVE della NASA hanno concluso nel 2015 che le emissioni di metano nell’Artico durante la stagione fredda sono più elevate di quanto si pensasse. Il comunicato stampa di JPL ha spiegato: [16]

L’acqua intrappolata nel terreno non si congela completamente nemmeno al di sotto di 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius). Lo strato superiore del terreno, noto come strato attivo, si scongela in estate e si rigenera in inverno e sperimenta una sorta di effetto sandwich mentre si congela. Quando le temperature sono intorno ai 32 gradi Fahrenheit – la cosiddetta “cortina zero” – la parte superiore e inferiore dello strato attivo iniziano a congelare, mentre il centro rimane isolato. I microrganismi in questo strato intermedio non congelato continuano a scomporre la materia organica ed emettono metano molti mesi nel periodo freddo dell’Artico ogni anno.

Hong et al. (2017) ha studiato le infiltrazioni da grandi tumuli di idrati nei mari artici poco profondi di Storfjordrenna, nel Mare di Barents vicino alle Svalbard. Hanno dimostrato che sebbene la temperatura del fondale marino abbia oscillato stagionalmente nell’ultimo secolo, tra 1,8 e 4,8 ° C, ha solo influenzato il rilascio di metano a una profondità di circa 1,6 metri. Gli idrati possono essere stabili attraverso i primi 60 metri dei sedimenti e gli attuali rilasci rapidi provengono da più in profondità sotto il fondo marino. Hanno concluso che l’aumento del flusso è iniziato centinaia o migliaia di anni fa ben prima dell’inizio del riscaldamento che altri ipotizzavano come causa, e che queste infiltrazioni non aumentano a causa del riscaldamento momentaneo. [17] Riassumendo la sua ricerca, Hong ha dichiarato:

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“I risultati del nostro studio indicano che l’immenso filtraggio trovato in quest’area è il risultato dello stato naturale del sistema. Comprendere come il metano interagisce con altri importanti processi geologici, chimici e biologici nel sistema terrestre è essenziale e dovrebbe essere l’enfasi di la nostra comunità scientifica “, [18]

Ulteriori ricerche di Klaus Wallmann et al. (2018) hanno scoperto che il rilascio di idrati è dovuto al rimbalzo del fondo marino dopo lo scioglimento del ghiaccio. La dissociazione del metano iniziò circa 8000 anni fa, quando la terra iniziò a salire più velocemente del livello del mare e, di conseguenza, l’acqua iniziò a diventare più superficiale con una pressione idrostatica inferiore. Questa dissociazione era quindi il risultato del sollevamento del fondo del mare piuttosto che del riscaldamento antropogenico. La quantità di metano rilasciata dalla dissociazione dell’idrato era piccola. Hanno scoperto che le infiltrazioni di metano provengono non dagli idrati ma da serbatoi di gas geologici profondi (infiltrazioni da questi formavano originariamente gli idrati). Hanno concluso che gli idrati hanno agito come una tenuta dinamica regolando le emissioni di metano dai serbatoi di gas geologici profondi e quando sono stati dissociati 8.000 anni fa,[19]

Uno studio del 2015 ha concluso che il declino del ghiaccio marino artico accelera le emissioni di metano dalla tundra artica. Uno dei ricercatori dello studio ha osservato: “L’aspettativa è che con l’ulteriore declino del ghiaccio marino, le temperature nell’Artico continueranno ad aumentare, così come le emissioni di metano dalle zone umide settentrionali”. [20]

Uno studio del 2014 ha trovato prove per il ciclismo del metano sotto la calotta glaciale del ghiacciaio Russell , basato su campioni di drenaggio subglaciale che erano dominati dai proteobatteri . Durante lo studio, la Groenlandia più diffusa registrata negli ultimi 120 anni è stata osservata in Groenlandia; il 12 luglio 2012 era presente acqua non congelata su quasi tutta la superficie della calotta glaciale (98,6%). I risultati indicano che i metanotrofi potrebbero fungere da pozzo di metano biologico nell’ecosistema subglaciale e la regione era, almeno durante il tempo di campionamento, una fonte di metano atmosferico. Il flusso di metano disciolto in scala durante i 4 mesi della stagione estiva di fusione è stato stimato a 990 Mg CH4. Poiché il ghiacciaio Russell-Leverett è rappresentativo di analoghi ghiacciai di sbocco della Groenlandia, i ricercatori hanno concluso che la calotta glaciale della Groenlandia può rappresentare una significativa fonte globale di metano. [21] Uno studio del 2016 ha concluso che potrebbero esistere clatrati di metano al di sotto delle calotte glaciali della Groenlandia e dell’Antartide, sulla base di prove passate. [22]

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La perdita di ghiaccio marino è correlata al riscaldamento delle latitudini settentrionali. Ciò ha effetti di fusione sul permafrost, sia in mare, [23] che a terra. [24] Lawrence et al. suggerire che l’attuale rapido scioglimento del ghiaccio marino può indurre un rapido scioglimento del permafrost artico. [24] [25] Ciò ha effetti conseguenti sul rilascio di metano, [3] e sulla fauna selvatica. [24] Alcuni studi implicano un collegamento diretto, poiché prevedono che l’aria fredda che passa sul ghiaccio sia sostituita da aria calda che passa sul mare. Quest’aria calda porta calore al permafrost intorno all’Artico e la scioglie. [24] Questo permafrost rilascia quindi enormi quantità di metano. [26] Il rilascio di metano può essere gassoso, ma viene anche trasportato in soluzione dai fiumi. [5] Il nuovo scienziato afferma che “Poiché i modelli esistenti non includono effetti di feedback come il calore generato dalla decomposizione, il permafrost potrebbe sciogliersi molto più velocemente di quanto si pensi.” [27] Le analisi dei dati di una spedizione verso remoti avamposti nell’Artico canadese nel 2016 hanno indicato che il permafrost si sta scongelando 70 anni prima del previsto. [28]

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Esiste un altro possibile meccanismo per il rilascio rapido di metano. Man mano che l’Oceano Artico diventa sempre più libero dai ghiacci, l’oceano assorbe più energia incidente dal sole. L’Oceano Artico diventa più caldo dell’ex copertura di ghiaccio e molto più vapore acqueo entra nell’aria. A volte, quando la terra adiacente è più fredda del mare, ciò provoca aria che sale sopra il mare e un vento off-shore quando arriva l’aria sulla terra per sostituire l’aria che sale sul mare. Mentre l’aria sale, il punto di rugiadaviene raggiunta e si formano le nuvole, rilasciando calore latente e rafforzando ulteriormente il galleggiamento dell’aria sull’oceano. Tutto ciò si traduce in aria proveniente da sud attraverso la tundra anziché nella situazione attuale di aria fredda che scorre verso sud dall’aria fredda che affonda sull’Oceano Artico. Il calore aggiuntivo proveniente da sud accelera ulteriormente il riscaldamento del permafrost e dell’Oceano Artico con un aumento del rilascio di metano.

I pozzi di scavo scoperti nella penisola di Yamal in Siberia , in Russia a partire da luglio 2014, credono che i ricercatori russi siano stati causati dal metano rilasciato a causa del disgelo del permafrost. Vicino al fondo della prima dolina, l’aria conteneva concentrazioni insolitamente alte di metano, secondo i test condotti dai ricercatori. [29] Questa ipotesi indica la destabilizzazione di idrati di gas contenenti enormi quantità di gas metano. [30]

Secondo i ricercatori del Centro norvegese per l’idrato gassoso artico (CAGE), attraverso un processo chiamato flusso di calore geotermico, il permafrost siberiano che si estende ai fondali del mare di Kara , una sezione dell’oceano artico tra la penisola di Yamal e Novaya Zemlya , è scongelamento. Secondo un ricercatore della CAGE, Aleksei Portnov,

“Lo scongelamento del permafrost sul fondo dell’oceano è un processo in corso, probabilmente esagerato dal riscaldamento globale degli oceani del mondo”.

-  CAGE 2014

Nell’aprile 2019, Turetsky et al. riferito che il permafrost si stava scongelando più rapidamente del previsto e stava accadendo anche al terreno millenario; Hanno stimato che lo scongelamento improvviso del permafrost potrebbe rilasciare tra i 60 e i 100 gigatonnellate di carbonio entro il 2300, hanno menzionato lacune nella ricerca e che lo scongelamento improvviso del permafrost dovrebbe avere priorità di ricerca e urgenza. [31] I modelli climatici che considerano solo il disgelo graduale del permafrost sottostimano sostanzialmente le emissioni di carbonio del disgelo del permafrost. [32]

L’idrato di metano perde in un’area di almeno 7500 m2. In alcune aree le eruzioni di gas si estendono fino a 25 m (82 piedi). Prima della loro ricerca è stato proposto che il metano fosse sigillato ermeticamente nel permafrost da profondità dell’acqua fino a 100 m (330 piedi). Tuttavia, vicino alla riva, dove la tenuta del permafrost si assottiglia fino a 20 m (66 piedi), vi sono quantità significative di perdite di gas. [30]

Il ghiaccio marino e le condizioni fredde che sostiene, servono a stabilizzare i depositi di metano sopra e vicino alla costa, [33] evitando che il clatrato si abbassi e degassando il metano nell’atmosfera, causando un ulteriore riscaldamento. Fusione di questo ghiaccio può rilasciare grandi quantità di metano , un potente gas ad effetto serra in atmosfera , provocando un ulteriore riscaldamento in un forte feedback positivo ciclo. [34]

Anche con i livelli esistenti di riscaldamento e fusione della regione artica, sono stati scoperti rilasci di metano sottomarini legati alla disgregazione del clato [33], che hanno dimostrato di perdere nell’atmosfera . [5] [35] [36] [37] Un sondaggio russo del 2011 al largo della costa della Siberia orientale ha rilevato pennacchi più larghi di un chilometro che rilasciavano metano direttamente nell’atmosfera. [33]

Secondo il monitoraggio effettuato nel 2003/2004 da Shakhova et al., Lo strato superficiale di acqua di ripiano nel Mare della Siberia orientale e nel Mare di Laptev è stato sovrasaturato fino al 2500% rispetto al contenuto di metano atmosferico medio allora presente di 1,85 ppm. Concentrazioni anomalemente elevate (fino a 154 nM o sovrasaturazione del 4400%) di metano disciolto nello strato inferiore dell’acqua di ripiano suggeriscono che lo strato inferiore è in qualche modo influenzato da fonti vicine al fondo. Considerando i possibili meccanismi di formazione di tali pennacchi, i loro studi hanno indicato la termoabrasione e gli effetti del rilascio di gas superficiale o di idrati di gas. [4]

La ricerca nel 2008 nella Siberia artica ha dimostrato clatrati di metano -derived essere rilasciato attraverso le perforazioni nel permafrost fondali marini. [38] Gli effetti climatici di una potenziale liberazione di metano dai clatrati oceanici globali possono essere significativi su scale temporali di 1–100 mila anni, a seconda della temperatura dell’acqua. [39]

+ The Guardian

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