Una sfida di lunga data per la ricerca sui cambiamenti climatici è identificare i percorsi e meccanismi che regolano il sequestramento di carbonio prodotto da attivitá dell'uomo negli oceani globali.
Un nuovo studio, utilizzando un metodo diagnostico innovativo, ha dimostrato che le correnti che formano la circolazione verticale negli oceani svolgono un ruolo fondamentale nella formazione delle maggiori riserve di carbonio di origine umana nell'oceano. L’articolo è stato pubblicato su Scientific reports il giorno 3 Novembre 2016
Un team di ricercatori provenienti dall’Italia e da Stati Uniti, Francia, Regno Unito e Giappone, ha trovato che le correnti oceaniche svolgono un ruolo dominante nel determinare le vie di ingresso dell'anidride carbonica prodotta dall’uomo all’interno degli oceani, con implicazioni sia per il sistema climatico che per l'acidificazione. Nel loro articolo pubblicato su Scientific Reports (www.nature.com/articles/srep35473), i ricercatori hanno presentano un nuovo metodo per analizzare i dati da osservazioni e da simulazioni al computer che approfondisce la conoscesnza sui cicli biogeochimici degli oceani.
Le emissioni di gas serra in atmosfera dovute ad attività umane stanno cambiando il clima del pianeta, alterando la temperatura e i pattern meteorologici su scala globale. Nel decennio 2005-2014, l'attività umana ha rilasciato in atmosfera quasi 10 miliardi di tonnellate di carbonio all'anno in media. Mentre 4,4 miliardi di tonnellate per anno sono passate nell’atmosfera, ben 2,6 miliardi di tonnellate sono finite negli oceani. In totale gli oceani attuali contengono più di 150 miliardi di tonnellate di carbonio da attività umane passate. Il livello di acidificazione delle acque ed il tempo di permanenza lontano dall'atmosfera di questa enorme riserva dipende dalla profondità degli strati in cui è accumulato il carbonio. Recentemente è stata superata una soglia rilevante, con livelli di concentrazione di CO2 in atmosfera di oltre 400 parti per milione, un livello significativamente più grande rispetto ai livelli pre-industriali di 286 parti per milione. E’ quindi importante conoscere quali meccanismi hanno permesso agli oceani di stoccare circa il 30% delle emissioni di CO2 e capire se questa riserva sarà compromessa dai cambiamenti climatici.
Il nuovo studio, condotto da D. Iudicone (Stazione Zoologica Anton Dohrn, Italia), suggerisce che il 20% del carbonio oceanico (oltre 0,52 miliardi di tonnellate all'anno nell'ultimo decennio) venga redistribuito dalle correnti oceaniche tra gli strati interni, aumentando così l’efficienza del sequestramento. Come funziona? L'oceano è continuamente in movimento, e quindi non agisce come una spugna, assorbendo l'anidride carbonica per poi lentamente diffonderla verso il basso. L'oceano globale è costituito da una complessa rete di correnti che come “nastri trasportatori” 3D ridistribuiscono continuamente acqua orizzontalmente e verticalmente. Questo macchinario può riesporre all’atmosfera strati una volta profondi, e quindi ricchi di carbonio, o sequestrare il carbonio in profondità per tempi lunghi. Fino ad oggi la maggior parte dell'interesse era incentrato sulle regioni polari nonostante il fatto che le regioni oceaniche tropicali e subtropicali costituiscano circa il 70% dell'interfaccia tra l'oceano e l'atmosfera. Infatti, quasi 2/3 del carbonio prodotto dalle attivitá legate all'uomo entra negli oceani in queste ultime regioni. Tuttavia, quasi ⅔ del serbatoio di carbonio dell'oceano è in acque profonde, più fredde e meno salate rispetto alle acque subtropicali.
A basse e medie latitudini la cosiddetta circolazione superficiale trasporta una vasta quantità di calore dai tropici alle medie latitudini, con un ampio impatto sul clima locale. Lo studio è iniziato con l'analisi dei principali meccanismi termodinamici che promuovono questo flusso verso le medie latitudini in tutti i bacini oceanici in un oceano simulato al computer. L'acqua viene raffreddata lungo il cammino verso i poli, fino al punto di diventare un molto più densa anche per il mescolamento con le acque subpolari. La maggiore densità fa precipitare l’acqua fino a che non raggiunge con una sorta di capitombolo gli strati a profondità di 400-1000 m dove poi tornerà verso i tropici.Circa 20 milioni di litri di acqua stanno sperimentando questa immersione nell'oceano buio ogni secondo, un centinaio di volte la portata del Rio delle Amazzoni, portando con sé tutto ciò che è stato sciolto in esso.
I ricercatori hanno stimato la quantità di carbonio introdotto da questa serie di nastri trasportatori, concludendo che hanno un ruolo molto importante per il sequestramento e lo stoccaggio di carbonio di origine umana. Estendendo gli strumenti teorici esistenti per la diagnosi dei processi che regolano le correnti oceaniche è stata ulteriormente quantificata l'importanza relativa della termodinamica (vale a dire, il ruolo dei processi come l'evaporazione, scambi di calore e mescolamento), la circolazione e la chimica nella creazione dello stoccaggio oceanico. Dal momento che il cambiamento climatico avrà un impatto sempre maggiore sulla circolazione oceanica e la sua termodinamica, lo studio fornisce quindi nuovi strumenti e informazioni per meglio prevedere l'importanza futura del ruolo degli oceani nel ridurre l'impatto della emissione umana carbonio nell'atmosfera.
Un video in supporto (della NASA) sul come il carbonio, anche delle attività umane, entri in atmosfera e venga redistribuito dai venti:
https://gfycat.com/InexperiencedFalseGypsymoth
Animazione che mostra come l’anidride carbonica prodotta dall’uomo e dagli ecosistemi si sposti rapidamente sull’intero pianeta.
Credit: NASA/YouTube
