Mentre assistiamo alla fusione di ghiacci e permafrost, anche l’aria sopra il Grande Nord si trasforma, sotto l’influenza di inquinamento, incendi e nuove fonti naturali di aerosol.
Cieli tutt’altro che incontaminati
Il riscaldamento dell’Artico a cui stiamo assistendo negli ultimi anni non sta causando soltanto la trasformazione, molto ben visibile e studiata, della sua parte superficiale. Un nuovo studio, pubblicato ad agosto sulla rivista Elementa: Science of the Anthropocene da un gruppo internazionale di sedici ricercatori mette in luce come anche l’atmosfera sovrastante la regione polare stia cambiando rapidamente, sotto l’influenza combinata di inquinamento, incendi, disgelo del permafrost, perdita del ghiaccio marino e crescente attività umana.
Quando si pensa alle regioni artiche è facile immaginare un ambiente remoto e quasi completamente estraneo all’inquinamento prodotto dall’uomo. In realtà, l’atmosfera delle alte latitudini è regolarmente interessata dalla presenza di gas e aerosol, particelle microscopiche solide o liquide sospese nell’aria che possono avere effetti importanti sia sulla salute sia sul clima.
Foschia artica
Durante l’inverno e la primavera, ad esempio, si osserva il fenomeno noto come Arctic Haze, ovvero concentrazioni relativamente elevate di particelle in sospensione e sostanze contaminanti che si accumulano negli strati più bassi della troposfera. Storicamente questo fenomeno è stato associato soprattutto all’inquinamento trasportato dalle medie latitudini, favorito in inverno dalla scarsa precipitazione e dalla forte stratificazione dell’atmosfera, ma oggi il quadro che si è andato a delineare risulta molto più complesso.
L’Artico stesso sta diventando una fonte sempre più importante di emissioni, tra estrazione di risorse, navigazione, produzione di energia e combustione domestica che si aggiungono a fonti naturali in rapida trasformazione, come incendi, permafrost in disgelo, vegetazione e superfici marine. Questa combinazione di processi viene definita il “New Arctic”, nel quale emissioni naturali e antropiche interagiscono in modo sempre più stretto.
Il riscaldamento cambia anche le fonti delle emissioni
Il rapporto tra cambiamento climatico e inquinamento atmosferico non è però a senso unico. Non sono soltanto quest’ultime a influenzare il clima dell’Artico, ma è il riscaldamento stesso a modificare a sua volta le fonti e la distribuzione degli inquinanti. Il fenomeno è particolarmente evidente sulla terraferma, l’aumento delle temperature e la trasformazione della vegetazione possono incrementare le emissioni di composti organici volatili prodotti dalle piante, sostanze che partecipano alla chimica atmosferica e possono contribuire alla formazione di nuovi aerosol.
Anche il disgelo del permafrost entra in questo sistema, il terreno congelato contiene infatti enormi quantità di materia organica e, con la sua progressiva fusione, può diventare una fonte di metano e di altre sostanze capaci di modificare la composizione dell’atmosfera. Allo stesso tempo la perdita di neve e ghiaccio espone nuove superfici, favorendo l’emissione di polveri e bioaerosol.
Un altro elemento sempre più importante sono gli incendi, l’aumento dell’area interessata da questo fenomeno alle alte latitudini ha portato a una maggiore presenza atmosferica di black carbon e carbonio organico. Il fumo prodotto può inoltre essere trasportato per grandi distanze, influenzando la composizione dell’atmosfera anche lontano dall’area in cui il rogo è iniziato.
Non solo in superficie
Infine, anche la parte marina dell’area dell’Artico sta entrando in questa complessa rete di interazioni. La progressiva riduzione del ghiaccio significa infatti una maggiore superficie di oceano libero. Questo può modificare le emissioni di aerosol prodotti dall’acqua e da diversi gas legati all’attività biologica dell’oceano. Cambiamenti nella temperatura del mare e nelle comunità microbiche marine possono modificare a loro volta quantità e composizione delle particelle che entrano a contatto con l’aria che le circonda.
Mentre il ghiaccio diminuisce, cambia anche il modo in cui l’oceano interagisce con l’atmosfera, è un esempio particolarmente significativo del meccanismo alla base del “New Arctic”. La trasformazione di un componente del sistema climatico modifica le emissioni atmosferiche, che a loro volta possono influenzare altri componenti dello stesso sistema.
Cambiamenti di neve, ghiaccio e nuvole
Gli effetti non si fermano purtroppo alla sola atmosfera, una parte degli aerosol e dei gas presenti nell’aria viene infatti depositata sulla superficie terrestre, sul ghiaccio e sulla neve.
Il black carbon rappresenta uno dei casi più evidenti perché quando si deposita sulle superfici bianche della neve e del ghiaccio, ne riduce l’albedo, cioè la capacità di riflettere la radiazione solare. Superfici più scure assorbono più energia e possono quindi contribuire alla fusione di neve e ghiaccio, alimentando ulteriormente il riscaldamento.
Ancora più complesso è il rapporto con le nuvole, le particelle presenti nell’atmosfera possono infatti funzionare come nuclei di condensazione o di congelamento, modificando la quantità, la dimensione e la composizione delle goccioline e dei cristalli di ghiaccio presenti al loro interno. Le nubi artiche a bassa quota sono particolarmente sensibili alla presenza di aerosol, un aumento delle particelle può favorire una maggiore concentrazione di goccioline più piccole, modificare le precipitazioni e aumentare, in determinate condizioni, l’effetto di riscaldamento da loro esercitato. Il risultato varia però in funzione della stagione e delle caratteristiche delle particelle coinvolte, rendendo il fenomeno difficile da rappresentare nei modelli climatici.
Salute pubblica e urgenza di dati
L’inquinamento atmosferico non è quindi soltanto una questione climatica, è anche un problema di salute pubblica. L’Artico ospita circa quattro milioni di persone e l’aumento delle attività industriali, della navigazione, dell’urbanizzazione e della produzione energetica sta modificando le fonti locali di inquinamento. In inverno, le temperature estremamente basse aumentano la domanda di energia, mentre la scarsa rimescolanza dell’atmosfera può favorire l’accumulo degli inquinanti vicino alla superficie. Il problema è però difficile per il momento da quantificare.
Le stazioni di monitoraggio sono poche e distribuite in maniera molto disomogenea, soprattutto nelle comunità più remote. Questo significa che gli scienziati dispongono ancora di informazioni insufficienti per comprendere pienamente l’esposizione delle popolazioni artiche all’inquinamento e i suoi effetti sulla salute.
Un Artico ancora difficile da osservare
Questa carenza di dati è uno dei principali problemi evidenziati dagli autori. Conoscere l’origine degli inquinanti, seguirne il trasporto e comprendere come interagiscano con nuvole, ghiaccio, oceano e vegetazione richiede osservazioni effettuate sia vicino alla superficie sia alle diverse quote dell’atmosfera. L’Artico rimane tuttavia una delle regioni più difficili del pianeta da monitorare, soprattutto durante l’inverno. Per questo gli autori chiedono un potenziamento delle osservazioni attraverso satelliti, aerei, droni, palloni e stazioni automatiche, insieme allo sviluppo di modelli climatici più accurati. Un ruolo importante dovrebbe essere inoltre affidato alle comunità locali e alle conoscenze indigene, coinvolgendo direttamente gli abitanti nella raccolta e interpretazione dei dati.
Il prossimo grande appuntamento potrebbe essere il quinto International Polar Year, previsto per il 2032-2033, che potrebbe rappresentare un’occasione per coordinare una nuova stagione di osservazioni e ricerca internazionale sull’inquinamento atmosferico artico. L’immagine che emerge è quindi quella di un Artico sempre meno isolato e sempre più interconnesso. Il fumo di un incendio siberiano, le emissioni di una nave, il disgelo del permafrost, una particella di polvere o un aerosol trasportato dall’Europa possono entrare nello stesso sistema e modificarne l’equilibrio.
Comprendere il futuro di questa regione, non più tanto remota, significa dunque guardare anche verso la sua atmosfera. Perché mentre il ghiaccio scompare e il permafrost si scongela, anche l’aria sopra il Grande Nord sta cambiando, capire come potrebbe farlo nei prossimi decenni sarà fondamentale non soltanto per prevedere l’evoluzione del clima artico, ma anche per comprendere meglio uno dei sistemi più importanti e vulnerabili dell’intero pianeta.
Pietro Boniciolli
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