Erosione delle scogliere adiacenti alla laguna di Elson vicino a Utqiagvik, Alaska. Credito: Michael Rawlins
Una nuova ricerca di UMass Amherst fa luce sui processi poco conosciuti di come il carbonio disciolto nei fiumi artici influenza il nostro mondo.
In un paio di articoli pubblicati di recente, Michael Rawlins, professore nel dipartimento di geoscienze dell'Università del Massachusetts Amherst e direttore associato del Centro di ricerca sul sistema climatico, ha ottenuto progressi significativi nel completare la nostra comprensione del ciclo del carbonio dell'Artico, o il modo in cui il carbonio viene trasferito tra la terra, l'oceano e l'atmosfera. Per comprendere meglio le tendenze future dell'anidride carbonica atmosferica e il riscaldamento globale associato, abbiamo bisogno di un quadro più completo di come il carbonio scorre tra i giacimenti nel nostro mondo.
"Ci sono state molte ricerche che hanno esaminato il flusso verticale di carbonio dalla terra all'atmosfera", afferma Rawlins. Questo flusso verticale include cose come la combustione di combustibili fossili, incendi boschivi, perdite di gas metano ed emissioni dovute allo scongelamento del permafrost. Ma c'è un'altra parte del ciclo: l'orizzontale. "È stata prestata molta meno attenzione al modo in cui il carbonio viene trasferito dalla terra all'oceano attraverso i fiumi", afferma Rawlins.
Mentre l'acqua scorre sulla terra, nei torrenti e nei fiumi, raccoglie carbonio, portandolo infine fino al mare. Una piccola, ma non trascurabile quantità di questo carbonio organico disciolto (DOC) viene "degassato" dall'acqua del fiume e nell'atmosfera come gas serra. Ciò che resta scorre nell'oceano, dove diventa una parte fondamentale delle reti alimentari costiere.
Tuttavia, sappiamo relativamente poco di questi flussi laterali di carbonio verso l'oceano, specialmente nell'Artico, dove le misurazioni sono scarse e dove il rapido riscaldamento sta portando all'intensificazione del ciclo idrologico, all'aumento del deflusso e al disgelo del permafrost.
È qui che i due articoli di Rawlins, pubblicati nel Journal of Geophysical Research ed Environmental Research Letters, Si accomodi.
Rawlins e i suoi coautori hanno modificato un modello numerico che cattura accuratamente l'accumulo stagionale di neve, nonché il congelamento e lo scongelamento dei suoli, aggiungendo un resoconto della produzione, decomposizione, stoccaggio e "carico" di DOC nei corsi d'acqua e fiumi. Il modello ora simula in modo sorprendente la quantità di carbonio che defluisce nei fiumi della regione precisione. È il primo modello a catturare la variazione stagionale della quantità di DOC esportato nell'oceano, un marcato gradiente est-ovest attraverso 24 bacini idrografici sul versante nord dell'Alaska e quantità relativamente uguali di DOC che scorrono attraverso i fiumi drenanti a nord e attraverso quelli drenanti a ovest.
Forse la cosa più importante, il modello punta a quantità crescenti di acqua dolce e DOC esportate in una laguna costiera nell'Alaska nordoccidentale. L'anno 2019 si distingue in particolare, con una massiccia esportazione di acqua dolce di DOC che è stata quasi tre volte la quantità esportata all'inizio degli anni '1980. "L'aumento delle esportazioni di acqua dolce ha implicazioni per la salinità e altri componenti dell'ambiente acquatico della laguna", afferma Rawlins. I cambiamenti sono legati all'aumento delle precipitazioni, in particolare durante l'estate, e agli effetti del riscaldamento e del disgelo dei suoli. "I maggiori aumenti di acqua dolce e DOC", afferma Rawlins, "si verificano in autunno, il che non sorprende viste le significative perdite di ghiaccio marino nei vicini mari di Beaufort e Chukchi, a loro volta collegate al nostro clima caldo".
In definitiva, questo nuovo modello può aiutare gli scienziati a perfezionare le linee di base del carbonio e capire meglio come il riscaldamento globale sta alterando il ciclo del carbonio della Terra.
Riferimenti:
"Modeling Terrestrial Dissolved Organic Loading to Western Arctic Rivers" di Michael A. Rawlins, Craig T. Connolly e James W. McClelland, 30 agosto 2021, Giornale di ricerca geofisica: biogeoscienze.
DOI: 10.1029/2021JG006420
"L'aumento dei flussi d'acqua dolce e di carbonio organico disciolto verso la laguna di Elson nell'Alaska nordoccidentale" di Michael A Rawlins, 12 ottobre 2021, Environmental Research Letters.
DOI: 10.1088/1748-9326/ac2288
Questa ricerca è stata supportata dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dalla National Aeronautics and Space Administration e dalla National Science Foundation ed è affiliata al progetto Next-Generation Ecosystem Experiments-Arctic (NGEE-Arctic) del DOE. NASAdell'Artico Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) e il progetto di ricerca ecologica a lungo termine Beaufort Lagoons Ecosystems (BLE-LTER) sostenuto dall'NSF.
