Sorprendente scoperta di metano nei ghiacciai dello Yukon: “Molto più diffuso di quanto pensassimo”

Le pale del rotore dell’elicottero girano mentre il suo abile pilota esegue acrobazie aeree tra i ripidi fianchi delle montagne dello Yukon, dove la dottoranda Sarah Elise Sapper sta conducendo la sua prima spedizione sul campo nel cuore delle montagne del Canada nordoccidentale. Dai finestrini dell’elicottero, i suoi occhi cadono sul bordo frastagliato dell’elicottero Donjek ghiacciaio: l’acqua di fusione fuoriesce da sotto il ghiaccio come un vortice.

Subito dopo l’atterraggio, diventa evidente che Sarah si è imbattuta in una scoperta insolita al primo tentativo. Pochi secondi dopo aver avviato il suo analizzatore di metano portatile, è chiaro che l’aria è arricchita di metano e il colpevole viene presto trovato. Raccogliendo un campione di acqua di disgelo, misura concentrazioni di metano che superano di gran lunga le aspettative.

“Ci aspettavamo di trovare valori bassi nell’acqua di fusione perché si ritiene che le emissioni di metano glaciale richiedano masse di ghiaccio più grandi, come vaste calotte di ghiaccio. Ma il risultato è stato esattamente l’opposto. Abbiamo misurato concentrazioni fino a 250 volte superiori a quelle nella nostra atmosfera, ” spiega Sarah Elise Sapper del Dipartimento di geoscienze e gestione delle risorse naturali dell’Università di Copenaghen.

Il gruppo decollò e proseguì verso altri due ghiacciai montani, Kluane E Polveroso. E dopo aver misurato il metano nell’acqua di fusione di ciascuno di questi due ghiacciai, la scoperta preliminare si è rivelata più di un’anomalia. Anche in questo caso le misurazioni hanno mostrato elevate concentrazioni di metano. Da qualche parte sotto il ghiaccio ci sono fonti di gas precedentemente sconosciute.

Dimostra la possibilità di diffuse emissioni di metano

“La scoperta è sorprendente e solleva diverse domande importanti in quest’area di ricerca”, afferma il professore associato Jesper Riis Christiansen del Dipartimento di geoscienze e gestione delle risorse naturali.

Christiansen, coautore dell’articolo di ricerca, ritiene che la scoperta dimostri la possibilità che il metano sia presente sotto molti dei ghiacciai del mondo, quelli che finora sono stati cancellati.

“Quando all’improvviso vediamo che anche i ghiacciai montani, che sono piccoli rispetto a una calotta glaciale, sono in grado di formare ed emettere metano, si amplia la nostra comprensione di base del ciclo del carbonio negli ambienti estremi del pianeta. La formazione e il rilascio di metano sotto Il ghiaccio è più completo e molto più diffuso di quanto pensassimo”, afferma.

Fino ad ora, l’opinione prevalente era che il metano nell’acqua di fusione potesse essere trovato solo in ambienti privi di ossigeno, sotto grandi masse di ghiaccio, come la calotta glaciale della Groenlandia.

I ricercatori presumono che la produzione di metano sia biologica e avvenga quando una fonte di carbonio organico – ad esempio depositi di organismi marini preistorici, suolo, torba o foreste – viene decomposta da microrganismi in assenza di ossigeno, come sappiamo dalle zone umide. . Pertanto, è sorprendente che i ghiacciai montani emettano metano.

“L’acqua di fusione dalla superficie dei ghiacciai è ricca di ossigeno quando viaggia verso il fondo del ghiaccio. Quindi abbiamo trovato abbastanza sorprendente che tutto questo ossigeno venga consumato da qualche parte lungo il percorso, così che sotto queste montagne si formano ambienti privi di ossigeno. ghiacciai. E ancora più sorprendente che ciò avvenga a tal punto che i microbi iniziano a produrre metano e possiamo osservare queste elevate concentrazioni di metano nell’acqua che scorre ai bordi del ghiacciaio”, afferma Sarah Elise Sapper.

“Le scoperte di Sarah cambiano la nostra comprensione di base e ci rimandano al tavolo da disegno in relazione ad alcuni dei meccanismi chiave in gioco”, aggiunge Jesper Riis Christiansen.

Un ruolo incerto per il clima del futuro

Secondo i ricercatori, i risultati in Canada non suscitano immediatamente una maggiore preoccupazione in relazione al loro effetto sul cambiamento climatico. Tuttavia tale conclusione potrebbe essere temporanea.

“Il metano svolge un ruolo importante nel riscaldamento del nostro pianeta. La sfida con il metano è che è un gas serra estremamente potente e l’aumento delle emissioni accelererà il riscaldamento climatico. Da una prospettiva globale, possiamo misurare quanto viene emesso nell’atmosfera e, in parole povere, da dove proviene il metano, utilizzando gli isotopi presenti nel metano atmosferico. E per ora, il contributo del metano proveniente dalle regioni coperte di ghiaccio del nostro pianeta, comprese le calotte glaciali e i ghiacciai, non sta aumentando,” spiega Jesper Riis Christiansen.

Tuttavia, sottolinea che le misurazioni non possono distinguere tra il metano proveniente dalle regioni ghiacciate e il metano proveniente dalle zone umide. Pertanto, i numeri potrebbero ingannare. E l’effetto dello scioglimento rimane sconosciuto.

Jesper Riis Christiansen ritiene che i risultati richiedano vigilanza.

“I tre siti misurati da Sarah sono stati selezionati casualmente a causa della disponibilità di una stazione di ricerca e di un elicottero, ma in tutti e tre è stato trovato metano. Di per sé, questo è un buon motivo per comprendere meglio l’area. C’è troppo che non sappiamo “Lo sappiamo, e lo scioglimento dei ghiacciai espone ambienti sconosciuti che sono rimasti nascosti per migliaia di anni. In realtà, nessuno sa come si comporteranno le emissioni”, dice Jesper Riis Christiansen.

Spera che una migliore comprensione del comportamento del metano sotto i ghiacciai aiuterà anche i ricercatori a comprendere meglio i meccanismi in gioco quando le zone umide rilasciano metano, e quindi contribuire allo sviluppo di soluzioni per rimuovere il metano dall’atmosfera attraverso l’ossidazione – ad esempio, attraverso l’uso di determinati tipi di terreno.

Una scatola nera subglaciale

Le fonti e i luoghi reali della produzione di metano subglaciale rimangono in realtà un mistero, nascosti sotto masse di ghiaccio di tutte le dimensioni. In effetti, questo metano può essere misurato solo quando l’acqua di fusione emerge da sotto il ghiaccio. E poiché proviene da vaste aree al di sotto delle masse di ghiaccio, è difficile accedere esattamente al luogo in cui avviene la produzione.

È noto che non ha origine dal ghiaccio stesso, poiché le concentrazioni sia nel ghiaccio che nell’acqua di fusione sopra di esso sono inferiori a quelle misurate sul bordo del ghiacciaio. Pertanto, i ricercatori ritengono che il metano debba provenire da una fonte sotto il ghiaccio. E la teoria migliore, come accennato, è che sia formato da microbi in sacche prive di ossigeno e poi portato avanti con acqua di disgelo.

Ma questa conoscenza indiretta della fonte lascia molta incertezza su quanto metano sia nascosto sotto il ghiaccio.

“È una grande scatola nera sotto il ghiaccio – e si potrebbe dire che l’acqua di fusione ne sta sollevando il coperchio. Non sappiamo se le emissioni di metano dalle aree glaciali aumenteranno in futuro con l’aumento dello scioglimento, o se il ‘coperchio’ è già stato aperto a un punto tale che il metano sotto il ghiaccio viene effettivamente dilavato con l’acqua di fusione”, afferma Sarah Elise Sapper.

Metano e CO₂ sono gas serra diversi

Il tempo di dimezzamento del metano nell’atmosfera è di 12 anni.

CO₂ ha un’emivita molto più lunga, circa 1000 anni.

D’altra parte, il metano è circa 25 volte più potente come gas serra su una base di 100 anni e rappresenta una minaccia molto più grave per il clima globale nel breve termine.

A causa del cambiamento climatico causato dai gas serra, i ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando per sviluppare modi per catturare o immagazzinare la CO2₂.

Allo stesso modo, si stanno ideando soluzioni per limitare l’emissione di metano o aumentarne l’ossidazione. Per fare ciò è necessaria una maggiore conoscenza su come si forma il metano.

Fatti: Circolazione del carbonio di metano e CO₂

Le tracce biologiche provenienti da materiale animale e vegetale nel sottosuolo sono costituite da carbonio.

All’interno di questi ambienti, i microrganismi hanno sviluppato la capacità di convertire il carbonio in energia in un processo in cui il metano viene creato come sottoprodotto in assenza di ossigeno (ad esempio sotto le calotte glaciali o nelle zone umide).

Tuttavia, se il metano viene rilasciato in un ambiente ricco di ossigeno, può essere efficacemente ossidato e convertito in CO₂ dai microbi. Le zone umide svolgono un ruolo importante in questo processo.

Una volta nell’atmosfera, il metano reagisce con altri prodotti chimici (radicali idrossilici) che ne mantengono basse le concentrazioni.

Tuttavia, con l’aumento delle temperature, aumenta la quantità di metano emessa dagli ecosistemi di tutto il mondo, dall’Artico all’Amazzonia. E l’equilibrio potrebbe spostarsi se i processi che rimuovono il metano non reagiscono nella stessa misura.