Una nuova ipotesi sui cambiamenti climatici – Parte II

da | Gen 29, 2017 | Scienza

Impiegando gli isotopi di massa come strumenti diagnostici, gli studiosi hanno scoperto che i tassi di sedimentazione elevati e i flussi di carbonio durante la fase di transizione YD – PB riflettono un massiccio deposito di materiale (carbonio). In particolare il carbonio organico depositato durante questo periodo era caratterizzato da carbonio impoverito, tipico della vegetazione (δ13 C = – 27‰). In particolare, secondo gli studiosi, i flussi di deposito di carbonio ebbero inizio prima della fine del Dryas recente (circa 11.650 a.C.); dopo una prima fase fredda e secca, l’emisfero boreale attraversò una seconda fase più calda e umida, che gli studiosi hanno associato con una ripresa della corrente di ribaltamento nel nord atlantico. In tal senso, l’analisi dei pollini raccolti nella foce del fiume Lena ha confermato l’aumento della temperatura media e delle piogge verso la fine del Dryas recente in linea con i flussi elevati di carbonio organico. Per valutare gli effetti dell’incremento di anidride carbonica nell’atmosfera, a partire dalla fine dell’ultimo periodo glaciale, i climatologi del CNR hanno utilizzato un modello basato sulla lignina impiegando delle tecniche computazionali di simulazione fondate sul Metodo Monte Carlo (metodo computazionale basato sul campionamento casuale allo scopo di ottenere dei risultati numerici in analisi statistiche). Il modello statistico individuato ha permesso di verificare che il materiale contenuto nello strato di permafrost “attivato” dallo scioglimento dei ghiacci era la maggiore fonte di carbonio, pari a circa il 70 – 80% del carbonio fornito durante la fase di transizione YD – PB. Inoltre occorre precisare che i dati ottenuti nelle analisi hanno permesso di mettere in luce che nonostante il brusco riscaldamento climatico iniziato dopo la fine dell’ultima era glaciale e il conseguente incremento del livello dei mari di circa 4 metri (equivalente a circa 20 – 40 km di inondazioni costiere con deposito di sedimenti) la maggiore quantità del PF – C (carbonio da permafrost) è stato fornito soprattutto dalla zona dello spartiacque del fiume Lena, attraverso il deflusso delle acque di superficie, piuttosto che dal collasso termico o erosione dei depositi costieri ricchi di ghiaccio.

In tal senso l’analisi dei campioni di vegetazione della zona artica hanno confermato l’origine del carbonio di derivazione del permafrost; i campioni di polline della zona settentrionale del Lena hanno dimostrato che gli alberi e gli arbusti sono comparsi nella Siberia settentrionale (zona del delta del Lena) solo dopo l’inizio dell’Olocene mentre durante l’ultimo massimo glaciale (LGM) la loro presenza aumentava progressivamente dirigendosi verso sud. I campioni di lignina raccolti nella Siberia settentrionale confermano l’origine derivante da vegetazione arborea del tipo tundra/steppa con una maggiore abbondanza di fenoli di un determinato tipo. La presenza di lignina derivante da altri campioni di materiale legnoso estratti da angiosperme e gimnosperme conferma ulteriormente l’ipotesi del carbonio di derivazione del permafrost, perché dimostra un’origine distinta per i diversi campioni.

Le analisi condotte sugli isotopi di idrogeno contenuti nei campioni di vegetazione raccolti suggeriscono che il carbonio era di derivazione del permafrost. Il carbonio depositato durante la transizione YD – PB era proveniente da processi di fotosintesi verificatesi durante un periodo freddo e con maggiore probabilità di provenire da terreni congelati. L’analisi dei dati raccolti (su 12 campioni di sedimenti) ha permesso inoltre di stimare in via approssimativa la quantità di carbonio dislocata nel Mare di Laptev durante l’ultima fase glaciale e l’inizio della fase di riscaldamento dell’Olocene; in particolare l’analisi ha permesso di quantificare uno strato attivo di carbonio cumulato dal fondale marino in 31 ± 9 Pg C che determinò un flusso medio annuo terra – oceano di circa 4,5 ± 1,5 Tg C y-1. Il confronto con i dati disponibili per l’epoca moderna dimostra che l’afflusso di carbonio di permafrost nel Mare di Laptev durante l’ultima fase di scioglimento dei ghiacci era molto elevato (pari a circa 7 volte i dati più recenti) ad ulteriore conferma che il rilascio di carbonio fu una conseguenza del riscaldamento postglaciale.

CONCLUSIONI:

Lo studio del CNR ha messo in luce, quindi, la massiccia destabilizzazione del carbonio da permafrost durante la transizione dal Dryas recente al Preboreale (e Boreale). In particolare i dati suggeriscono una vasta redistribuzione di carbonio attiva negli strati del bacino del fiume Lena e nella zona del Mare di Laptev e tale flussi continuarono per tutta l’epoca di riscaldamento postglaciale (dal 12.500 a.C. circa). L’implicazione più evidente di questa massiccio flusso di carbonio organico è la presenza di un forte flusso di anidride carbonica CO2 rilasciato in atmosfera, che si verificò sia nella fase di scioglimento dei ghiacci sia nella fase di trasporto a distanza nei bacini idrici e nelle regioni costiere. Questo scenario è confermato ancora oggi dalla sovrasaturazione di CO2 nel fiume Lena a causa dell’elevata reattività del PF – C. L’aumento delle emissioni di carbonio organico in atmosfera fu dell’ordine di 80 ppmv alla fine dell’ultima era glaciale e dimostra che vi fu, a partire da quest’epoca (12.500 – 11.650 circa a.C.), una vasta riorganizzazione dell’emissione del carbonio dalle fonti terrestri, partendo comunque dal presupposto che vi sia una combinazione di processi in corso. Tuttavia, a causa del continuo aumento, ancora in corso, delle temperature medie, che determina una riduzione dello strato di permafrost nelle zone artiche, considerando anche la superficie del territorio coinvolto (bacino fiume Lena e Mare di Laptev circa 3,6 · 107 km2) è possibile ipotizzare che il rilascio di anidride carbonica nell’atmosfera potrà essere ancor elevato nei prossimi secoli. I risultati ottenuti in questo studio, che devono essere affiancati da nuovi studi, che permettano di approfondire ulteriormente i dati disponibili, confermano che l’ultima transazione glaciale – postglaciale determinò una variazione della stabilità del carbonio nei bacini di permafrost alle alte latitudini, con importanti conseguenze su larga scala che riguardano l’impatto che l’anidride carbonica contenuta nel permafrost dei terreni artici potrà avere in futuro, a causa dei cambiamenti climatici in corso. I futuri modelli climatici che potranno essere realizzati si concentreranno sulla modellazione paleoclimatica del ciclo del carbonio e dovrebbero riguardare la relazione tra atmosfera, carbonio/terreni – permafrost e oceani.

GIUSEPPE BADALUCCO © ASPIS 2017

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