Rilascio del metano artico

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Il fiume Ob nella Siberia Occidentale trasporta metano disciolto verso l'Oceano Artico.
Camere di PMMA utilizzate per misurare le emissioni di metano e CO2 nelle torbiere di Storflaket nei pressi di Abisko, Svezia settentrionale.

Il rilascio del metano artico è il rilascio di metano marino e terrestre nelle regioni del permafrost dell'Artico. Benché sia un processo naturale, aggrava comunque il problema del riscaldamento globale. Ciò si traduce in un effetto di feedback positivo, dato che il metano è esso stesso un gas serra.

La regione artica è una delle tante risorse naturali minori di questo gas serra che è il metano. [1] Il riscaldamento globale può accelerare la sua immissione nell'atmosfera, a causa sia del rilascio dai magazzini di metano esistenti, che dalla metanogenesi della biomassa in putrefazione [2]. Grandi quantità di metano sono immagazzinate nell'Artico in depositi di gas naturale, permafrost, e come clatrati sottomarini. Il permafrost e i clatrati degradano con il calore, perciò grandi rilasci di metano da queste sorgenti possono contribuire al riscaldamento globale. [3][4] Altre fonti di metano comprendono i talik sottomarini, il trasporto fluviale, il ritiro dei ghiacciai, il permafrost sottomarino e il deterioramento dei depositi di gas idrati. [5]

Durante le interglaciali, le concentrazioni medie di metano atmosferico sono quasi due volte i valori più bassi riscontrati nelle profondità delle glaciali. Le concentrazioni nell'atmosfera artica sono maggiori dell'8–10% rispetto a quelle dell'atmosfera antartica. Durante i periodi freddi del ghiacciaio, questo gradiente diminuisce a livelli praticamente insignificanti. [6] Gli ecosistemi di terra sono considerati le principali fonti di questa asimmetria, sebbene si sia pensato che "il ruolo dell Oceano Artico sia significativamente sottovalutato". [7]

Contributo al mutamento climatico[modifica | modifica sorgente]

Il rilascio del metano dell'Artico contribuisce di per sé al riscaldamento globale in seguito al restringimento artico[8]; ciò è confermato anche in base a recenti osservazioni effettuate nell'artico siberiano che mostrano un aumento del tasso di metano rilasciato dal fondo marino artico, [4] osservando inoltre che il permafrost terrestre, sempre in questa regione, ha rilasciato grandi quantità di metano, valutato a oltre 4 milioni di tonnellate – significativamente al di sopra delle stime precedenti. [9]

L'attuale rilascio del metano era stato precedentemente valutato a 0,5 megatonnellate (Mt) per anno. [10] Shakhova et al. (2008) stimano che non meno di 1400 gigatonnellate (Gt) di carbonio è attualmente imprigionato come metano e idrato di metano sotto il permafrost sottomarino artico, e il 5-10% di qulla'area è soggetta a perforazione dei talik aperti. Si è concluso che " ... fino a 50 gigatonnellate della quantità prevista di idrato immagazzinato sia altamente probabile a subire un rilascio brusco in qualsiasi momento". Si verrebbe ad avere quindi un incremento di contenuto di metano nell'atmosfera del pianeta di un fattore di dodici. [11].

Nel 2008 il dipartimento statunitense per la produzione nazionale dell'energia (United States Department of Energy National Laboratories) [12] ha identificato nella potenziale destabilizzazione dei clatrati dell'Artico una concausa possibile influente sul brusco cambiamento climatico, e per questo motivo è stata scelta come ricerca prioritaria. Il Climate Change Science Program statunitense ha rilasciato una relazione nel tardo dicembre del 2008 in cui viene stimata la gravità del rischio dovuto alla destabilizzazione del clatrato, accanto ad altri tre possibili scenari in merito al brusco mutamento climatico. [13]

Perdita di permafrost[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Permafrost.

La perdita di ghiaccio marino è correlata al riscaldamento delle latitudini settentrionali, il quale provoca la fusione del permafrost, sia marino [14] che terrestre. [15] Lawrence et al. suggeriscono che l'attuale rapida fusione del ghiaccio marino potrà produrre un rapido sciogliemento del permafrost artico. [15][16] Ciò ha effetti consequenziali sul rilascio del metano, [3] e sulla natura (wildlife). [15] Alcuni studi implicano un collegamento diretto, in base ai quali si prevede che l'aria fredda che passa sul ghiaccio sia rimpiazzata dall'aria calda che passa sul mare, la quale riscalda il permafrost che circonda l'artico fondendolo. [15] A sua volta il permafrost sciogliendosi rilascia un'enorme quantità di metano. [17] Il rilascio di metano può essere gassoso, ma anche trasportato dai fiumi disciolto (in soluzione). [5] Il New Scientist afferma che "dal momento che i modelli esistenti non includono effetti di retroazione, come il calore generato dalla decomposizione, il permafrost potrebbe sciogliersi molto più velocemente di quanto si era comunemente pensato". [18]

Esiste un altro possibile meccanismo per il rilascio rapido di metano. Dal momento che l'Oceano Artico diventa sempre più libero dal ghiaccio, assorbirà in maggiore quantità l'energia incidente del sole. L'oceano Artico diventerà così più caldo della precedente coltre di ghiaccio e molto più vapore acqueo entrerà nell'aria. A volte, quando il suolo costiero è più freddo del mare, l'aria tenderà a salire al di sopra del mare sviluppando un vento di terra, in quanto l'aria al di sopra della terra verrà a sostituire l'aria sollevatasi sul mare. L'aria salendo raggiunge la temperatura di condensazione formando le nuvole, rilasciando il calore latente e rafforzando ulteriormente la sua spinta ascensionale sopra l'oceano. Ne risulta che l'aria viene sottratta da sud attraverso la tundra, piuttosto che (in base all'attuale situazione) fluttuare fredda verso sud a causa del flusso d'aria che sprofonda sull'Oceano Artico. Il calore in più prelevato da sud accelera ulteriormente il riscaldamento del permafrost e l'Oceano Artico, facendo così aumentare il rilascio di metano. [senza fonte]

Decomposizione del clatrato[modifica | modifica sorgente]

L'estinzione di massa del Permiano-Triassico può essere stata causata dal rilascio di metano da parte dei clatrati. Il 96% delle specie marine si estinse.

La ghiaccio marino, e le condizioni di freddo che ne permettono l'esistenza, serve a stabilizzare i depositi di metano lungo e nei pressi della linea costiera, [19] impedendo che la decomposizione del clatrato e il degasamento del metano nell'atmosfera causino ulteriore riscaldamento. La fusione di questo ghiaccio può rilasciare nell'atmosfera grandi quantità di metano, un formidabile gas serra, causando ulteriore riscaldamento in un possente ciclo di feedback positivo. [20]

Anche ai livelli esistenti di riscaldamento e fusione della regione artica, sono stati scoperti rilasci di metano sottomarino nell'atmosfera legati alla decomposizione del clatrato. [5]

Secondo il monitoraggio portato avanti negli anni 2003/2004 da Shakhova et al., lo strato superficiale di acqua di piattaforma nel Mar Siberiano Orientale e nel Mar di Laptev venne supersaturato fino al 2500% rispetto all'allora presente contenuto medio di metano atmosferico di 1,85 ppm. In modo anomalo le alte concentrazioni (fino a 154 nM o con una supersaturazione del 4400%) di metano disciolto nello strato inferiore dell'acqua di piattaforma suggerisce che lo strato inferiore sia in qualche modo influenzato da possibili sorgenti poste nelle immediate vicinanze. In base ai possibili meccanismi di formazione di tali piume (plumes), gli studi effettuati hanno segnalato corrasione termica ed effetti di rilascio di gas dal bassofondo o di gas idrati. [4]

La ricerca condotta nel 2008 nell'artico siberiano ha osservato il rilascio di metano derivato dal clatrato attraverso perforazioni effettuate nel permafrost del fondo marino. [21]

Gli effetti climatici di un rilascio potenziale di metano dai clarati oceanici possono essere significativi per periodi di tempo che vanno da mille a centomila anni. [22]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (EN) A. Anthony Bloom, Paul I. Palmer; Annemarie Fraser; David S. Reay; Christian Frankenberg, Large-Scale Controls of Methanogenesis Inferred from Methane and Gravity Spaceborne Data in Science, vol. 327, n. 5963, 15 gennaio 2010, pp. 322-325. DOI:10.1126/science.1175176. URL consultato il 28 maggio 2010.
  2. ^ (EN) K. M. Walter, J. P. Chanton; F. S. Chapin III; E. A. G. Schuur; S. A. Zimov, Methane production and bubble emissions from arctic lakes: Isotopic implications for source pathways and ages in Journal of Geophysical Research, vol. 113, n. G00A08, 2008, p. 16. DOI:10.1029/2007JG000569. URL consultato il 28 maggio 2010.
  3. ^ a b (EN) Zimov, Sa;, Schuur, Ea; Chapin, Fs, 3Rd, Climate change. Permafrost and the global carbon budget. in Science, vol. 312, n. 5780, New York (N.Y.), giugno 2006, pp. 1612–1613. DOI:10.1126/science.1128908, ISSN 0036-8075, PMID 16778046.
  4. ^ a b c (EN) Shakhova, Natalia, The distribution of methane on the Siberian Arctic shelves: Implications for the marine methane cycle in Geophysical Research Letters, vol. 32, 2005, pp. L09601. DOI:10.1029/2005GL022751.
  5. ^ a b c (EN) Natalia Shakhova, Igor Semiletov, Methane release and coastal environment in the East Siberian Arctic shelf in Journal of Marine Systems, vol. 66, n. 1-4, 2007, pp. 227–243. DOI:10.1016/j.jmarsys.2006.06.006.
  6. ^ (EN) Climate Change 2001: The Scientific Basis (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2001)
  7. ^ (EN) N. E. Shakhova, I. P. Semiletov; A. N. Salyuk; N. N. Bel’cheva; D. A. Kosmach,, Methane Anomalies in the Near-Water Atmospheric Layer above the Shelf of East Siberian Arctic Shelf in Doklady Earth Sciences, vol. 415, n. 5, 2007, pp. 764–768. DOI:10.1134/S1028334X07050236.
  8. ^ Il ghiaccio artico in estate sparirà prima del 2020?, Marco Pagani, Lunedì 23 aprile 2012
  9. ^ (EN) Walter, Km;, Zimov, Sa; Chanton, Jp; Verbyla, D; Chapin, Fs, 3Rd, Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming. in Nature, vol. 443, n. 7107, settembre 2006, pp. 71–75. DOI:10.1038/nature05040, ISSN 0028-0836, PMID 16957728.
  10. ^ (EN) N. Shakhova, I. Semiletov, A. Salyuk, D. Kosmach, and N. Bel’cheva (2007), Methane release on the Arctic East Siberian shelf, Geophysical Research Abstracts, 9, 01071
  11. ^ (EN) N. Shakhova, I. Semiletov, A. Salyuk, D. Kosmach (2008), Anomalies of methane in the atmosphere over the East Siberian shelf: Is there any sign of methane leakage from shallow shelf hydrates?, EGU General Assembly 2008, Geophysical Research Abstracts, 10, EGU2008-A-01526
  12. ^ (EN) IMPACTS: On the Threshold of Abrupt Climate Changes, Lawrence Berkeley National Laboratory News Center, 17 September 2008
  13. ^ (EN) CCSP, 2008: Abrupt Climate Change. A report by the U.S. Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research (Clark, P.U., A.J. Weaver (coordinating lead authors), E. Brook, E.R. Cook, T.L. Delworth, and K. Steffen (chapter lead authors)). U.S. Geological Survey, Reston, VA, 459 pp.
  14. ^ (EN) Susan Q. Stranahan, Melting Arctic Ocean Raises Threat of 'Methane Time Bomb' in Yale Environment 360, Yale School of Forestry and Environmental Studies, 30 ottobre 2008. URL consultato il 14 maggio 2009.
  15. ^ a b c d (EN) Permafrost Threatened by Rapid Retreat of Arctic Sea Ice, NCAR Study Finds, University Corporation for Atmospheric Research, 10 giugno 2008. URL consultato l'11 giugno 2008.
  16. ^ (EN) David M. Lawrence, Andrew G. Slater; Robert A. Tomas; Marika M. Holland; Clara Deser, Accelerated Arctic land warming and permafrost degradation during rapid sea ice loss (PDF) in Geophysical Research Letters, vol. 35, n. 11, 2008, pp. L11506. DOI:10.1029/2008GL033985.
  17. ^ (EN) Mason Inman, Methane Bubbling Up From Undersea Permafrost?, National Geographic News, 19 dicembre 2008. URL consultato il 14 maggio 2009.
  18. ^ (EN) Fred Pearce, arctic-meltdown-is-a-threat-to-humanity in newscientist, Reed Business Information, 28 marzo 2009. URL consultato il 29 marzo 2009.
  19. ^ (EN) Steve Connor, Exclusive: The methane time bomb, The Independent, 23 settembre 2008. URL consultato il 14 maggio 2009.
  20. ^ (EN) Volker Mrasek, A Storehouse of Greenhouse Gases Is Opening in Siberia, Spiegel Online, 17 aprile 2008. URL consultato il 14 maggio 2009.
  21. ^ (EN) Paull, Charles K., Origin of pingo-like features on the Beaufort Sea shelf and their possible relationship to decomposing methane gas hydrates in Geophysical Research Letters, vol. 34, 2007, pp. L01603. DOI:10.1029/2006GL027977.
  22. ^ (EN) David Archer, Bruce Buffett, Time-dependent response of the global ocean clathrate reservoir to climatic and anthropogenic forcing (PDF) in Geochemistry, Geophysics, Geosystems – G3, vol. 6, n. 3, 2005, pp. 1–13. DOI:10.1029/2004GC000854. URL consultato il 15 maggio 2009.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]