I modelli climatici potrebbero sottostimare il ruolo del permafrost nel riscaldamento globale: un nuovo studio mostra come incendi e disgelo improvviso accelerano il rilascio di gas serra nell’Artico.
Il Permafrost si sta sciogliendo
L’Artico si sta riscaldando quasi quattro volte più velocemente rispetto alla media globale, una dinamica ormai ben nota che sta trasformando profondamente gli ecosistemi del Nord e che rischia di rendere ancora più difficile il raggiungimento degli obiettivi climatici internazionali. Al centro di questa trasformazione c’è il permafrost, il terreno permanentemente congelato che caratterizza vaste aree delle regioni artiche e subartiche, che per decenni è stato considerato una gigantesca riserva di carbonio relativamente stabile. Oggi sappiamo che non è più così, infatti con l’aumento delle temperature il suolo ghiacciato si scongela progressivamente, liberando materia organica accumulata per migliaia di anni che, una volta esposta all’attività microbica, si trasforma in anidride carbonica (CO₂) e metano (CH₄), due potenti gas serra clima-alteranti.
Un nuovo studio pubblicato su Communications Earth & Environment suggerisce però che il problema potrebbe essere molto più grave di quanto stimato finora. Secondo i ricercatori, i principali modelli climatici globali sottovalutano significativamente le emissioni provenienti dal permafrost perché ignorano due processi sempre più diffusi nell’Artico contemporaneo: lo scioglimento improvviso del permafrost e l’intensificazione degli incendi nelle regioni boreali e tundriche.
Un deposito grande quasi il doppio dell’atmosfera
I suoli interessati dal permafrost contengono tra 1.460 e 1.600 miliardi di tonnellate di carbonio, una quantità quasi doppia rispetto a quella attualmente presente nell’atmosfera. Questa enorme riserva si è accumulata nel corso di migliaia di anni grazie alle basse temperature che hanno rallentato la decomposizione della materia organica, il riscaldamento dell’Artico sta però alterando questo equilibrio. Le temperature del permafrost stanno aumentando fino a un grado Celsius per decennio in alcune aree circumpolari. Di conseguenza, una parte crescente del carbonio immagazzinato viene nuovamente immessa nel ciclo atmosferico, contribuendo a rafforzare il cambiamento climatico. Si tratta di un classico meccanismo di retroazione (o feedback) positiva, più il clima si riscalda, più permafrost si scioglie; più permafrost si scioglie, più gas serra vengono rilasciati; più gas serra vengono rilasciati, maggiore sarà il riscaldamento globale.
La maggior parte dei modelli utilizzati finora per stimare il contributo del permafrost al cambiamento climatico considera principalmente un processo graduale. In questa rappresentazione, il disgelo procede lentamente dall’alto verso il basso attraverso l’approfondimento dello strato superficiale che si scongela stagionalmente. Questo fenomeno, definito gradual thaw, è certamente importante e interessa vaste aree della regione artica. Tuttavia, secondo gli autori dello studio, non racconta l’intera storia.
Nella realtà esistono processi molto più rapidi e distruttivi, tra questi spicca il cosiddetto abrupt thaw, ovvero lo scioglimento improvviso del permafrost ricco di ghiaccio. Quando il ghiaccio presente nel sottosuolo fonde rapidamente, il terreno può collassare, sprofondare o essere eroso, dando origine a fenomeni come laghi termocarsici, frane e cedimenti del suolo. Questi eventi interessano superfici relativamente limitate rispetto all’intera estensione del permafrost, ma hanno un impatto sproporzionato perché possono mobilitare grandi quantità di carbonio in tempi molto più brevi rispetto al disgelo graduale.
Gli incendi accelerano il processo
A complicare ulteriormente il quadro vi è il ruolo crescente degli incendi artici e boreali, che negli ultimi anni hanno colpito il Nord del pianeta in modo sempre più intenso. Le temperature più elevate, l’allungamento della stagione favorevole agli incendi, l’aumento dei fulmini e condizioni meteorologiche più estreme stanno favorendo roghi di dimensioni e intensità senza precedenti. Il problema però non riguarda soltanto la vegetazione, nelle regioni boreali una quota compresa tra l’80 e il 90% delle emissioni prodotte dagli incendi può provenire dal materiale organico presente nel sottosuolo. Torbe e suoli ricchi di carbonio possono infatti bruciare per settimane o mesi, liberando enormi quantità di CO₂. Inoltre, il passaggio del fuoco rimuove la copertura vegetale e gli strati superficiali isolanti del terreno, esponendo il permafrost a un ulteriore riscaldamento. In molti casi gli incendi favoriscono la formazione di nuovi fenomeni termocarsici e accelerano il disgelo degli strati profondi. Diversi studi hanno mostrato che nelle aree colpite da incendi il tasso di formazione di zone soggette a collasso del terreno può aumentare di molte volte rispetto alle aree non bruciate.
Per valutare l’impatto combinato di questi processi, gli autori hanno ampliato il modello climatico OSCAR includendo non soltanto il disgelo graduale, ma anche lo scioglimento improvviso del permafrost, la combustione del carbonio immagazzinato nei suoli e il disgelo innescato dagli incendi. I risultati mostrano differenze significative rispetto alle stime tradizionali. Le emissioni cumulative derivanti dal solo disgelo graduale risultano comprese tra circa 108 e 235 gigatonnellate di CO₂ equivalente entro il 2100, a seconda degli scenari climatici considerati. Quando però vengono aggiunti i processi finora sottorappresentati, le emissioni totali salgono fino a un intervallo compreso tra 387 e 624 gigatonnellate di CO₂ equivalente. Lo scioglimento improvviso e gli incendi potrebbero quindi più che raddoppiare le emissioni attribuite al permafrost nel corso di questo secolo. Particolarmente rilevante è il contributo del metano. I fenomeni di disgelo improvviso tendono infatti a creare ambienti saturi d’acqua e poveri di ossigeno, condizioni ideali per la produzione di CH₄, un gas serra che nel breve termine possiede un potere riscaldante molto superiore a quello della CO₂.
Meno spazio per le emissioni umane
La conseguenza più importante riguarda il cosiddetto “budget di carbonio”, ovvero la quantità di CO₂ che l’umanità può ancora emettere mantenendo il riscaldamento globale entro determinate soglie. Secondo lo studio, includere gli effetti combinati del permafrost e degli incendi riduce del 25% il budget di carbonio compatibile con l’obiettivo di limitare il riscaldamento globale a 1,5 °C e del 17% quello compatibile con il limite di 2 °C. Si tratta di una riduzione significativa in un contesto in cui i margini disponibili sono già estremamente limitati. In pratica, una parte consistente dello spazio emissivo residuo potrebbe essere “consumata” da processi naturali innescati dalle emissioni antropiche passate. Gli autori sottolineano che le attuali valutazioni climatiche dell’IPCC includono soltanto una parte del feedback del permafrost e non tengono pienamente conto né dello scioglimento improvviso né delle emissioni associate agli incendi ad alte latitudini.
Un altro aspetto cruciale riguarda le tempistiche, infatti anche nel caso di scenari di forte mitigazione, gran parte delle emissioni da permafrost si manifesterà nella seconda metà del secolo e continuerà ben oltre il 2100. Questo significa che rappresenta un’eredità climatica destinata a influenzare il sistema terrestre per generazioni, ed una volta liberato, il carbonio immagazzinato nei suoli congelati non potrà essere recuperato su scale temporali umane, mentre molti effetti locali del disgelo, come il collasso del terreno e la trasformazione irreversibile dei paesaggi artici, saranno invece permanenti. Lo studio non suggerisce che gli obiettivi dell’Accordo di Parigi siano ormai irraggiungibili, ma, al contrario, evidenzia quanto sia urgente ridurre rapidamente le emissioni globali per limitare l’attivazione di questi feedback naturali. Più il riscaldamento sarà contenuto, minore sarà la quantità di carbonio che il permafrost restituirà all’atmosfera.
L’Artico, ancora una volta, si conferma uno dei principali laboratori del cambiamento climatico globale. Ciò che accade nel terreno ghiacciato delle alte latitudini non rimane confinato al Nord, ma ha conseguenze dirette sulla capacità dell’intero pianeta di rispettare gli obiettivi climatici fissati dalla comunità internazionale.
Pietro Boniciolli
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