Permafrost artico in disgelo: fiumi sempre più carichi di carbonio
Un nuovo studio offre una delle immagini più dettagliate di ciò che accade quando il permafrost artico si scongela. Guidata dal geoscienziato Michael Rawlins dell’Università del Massachusetts Amherst, la ricerca mostra come il riscaldamento globale stia modificando i sistemi idrici dell’Artico e rilasciando carbonio rimasto congelato per millenni.
L’Artico come laboratorio naturale
I ricercatori si sono concentrati sulla North Slope dell’Alaska, una regione grande quanto il Wisconsin, dove centinaia di fiumi e corsi d’acqua sfociano nel mare di Beaufort. Analizzando 44 anni di dati modello a risoluzione di un chilometro, il team ha osservato un aumento netto del deflusso, con fiumi che trasportano quantità crescenti di carbonio, e una stagione di disgelo più lunga, che si estende fino alla fine dell’estate e all’autunno. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Global Biogeochemical Cycles.
Il ruolo chiave dei fiumi artici
I fiumi artici, pur rappresentando una piccola parte dell’acqua globale, hanno un impatto significativo sul pianeta. Consegnano circa l’11% dell’acqua fluviale mondiale a un oceano che contiene solo l’1% del volume totale degli oceani. Questo li rende particolarmente sensibili ai cambiamenti climatici.
Sebbene gran parte dell’acqua provenga dallo scioglimento della neve, il disgelo del permafrost sta assumendo un ruolo sempre più importante. Lo strato attivo del permafrost, che si scongela e si congela ogni anno, sta diventando più profondo, permettendo a maggiori quantità di acque sotterranee di raggiungere i fiumi.
Il rilascio di carbonio antico
Man mano che lo strato attivo si approfondisce, aumenta il rilascio di carbonio organico disciolto (DOC) nei fiumi, che arriva infine nell’Oceano Artico. Ogni anno, oltre 275 milioni di tonnellate di carbonio vengono convertite in anidride carbonica, contribuendo al riscaldamento globale e creando un ciclo di feedback che accelera i cambiamenti climatici.
La modellazione come strumento essenziale
Le misurazioni dirette nei fiumi del nord Alaska sono limitate, rendendo difficile comprendere appieno la dinamica del carbonio. Per questo, Michael Rawlins ha sviluppato negli ultimi 25 anni il modello di bilanciamento dell’acqua Permafrost, in grado di stimare accumulo di neve, scioglimento e modifiche dello strato attivo. Dal 2021 il modello è stato ampliato per includere il carbonio organico disciolto, e nel 2024 è stato applicato a 22,45 milioni di km² di territorio artico.
Secondo le simulazioni, nei prossimi 80 anni l’Artico potrebbe registrare un aumento fino al 25% del deflusso e del 30% del flusso subsuperficiale, insieme a una maggiore secchezza nelle zone meridionali.
Alta risoluzione e nuove scoperte
Rispetto ai modelli precedenti con celle di 25 km, questa ricerca ha adottato celle a risoluzione di 1 km, permettendo di simulare flussi fluviali giornalieri ed esportazioni costiere dal 1980 al 2023. L’elaborazione ha richiesto 10 giorni di calcolo continuo su un supercomputer del Massachusetts Green High Performance Computing Center.
L’analisi ha evidenziato che i maggiori incrementi di carbonio si concentrano nel nord-ovest dell’Alaska, dove il terreno più piatto favorisce il rilascio di carbonio antico accumulato per decine di migliaia di anni.
Una stagione di disgelo sempre più lunga
Uno dei risultati principali riguarda l’allungamento della stagione di disgelo, che ora si estende fino a settembre e ottobre. Questi cambiamenti influiscono sulla salinità, i cicli dei nutrienti e le reti alimentari del mare di Beaufort. I ricercatori stanno ora studiando come i poligoni di ghiaccio, tipici del paesaggio artico, influenzino il movimento di acqua e carbonio verso le aree costiere.
Necessità di studi più approfonditi
“Quanto DOC raggiunge l’oceano tramite fiumi e corsi d’acqua è una parte del ciclo del carbonio di cui sappiamo ancora troppo poco”, spiega Rawlins. “Servono studi di connessione terra-oceano per comprendere pienamente l’impatto del riscaldamento globale sugli ecosistemi costieri artici”.
La ricerca è stata supportata dalla National Science Foundation e dalla NASA.
