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L’Oceano Antartico, una risorsa per il clima

Assorbono dall’atmosfera una quantità di anidride carbonica (Co2) maggiore, rispetto a quella che emettono, e giocano un ruolo molto importante nel contenere gli effetti negativi dei gas serra derivanti dalle attività umane: si tratta delle acque gelide dell’Oceano Antartico, vale a dire l’insieme dei mari che circondano il ‘continente bianco’. Queste distese marine, chiamate anche Oceano Australe e Oceano Meridionale, sono al centro di un recente studio di Science, supportato dalla Nsf (National Science Foundation), dalla Nasa e dalla Noaa (National Oceanic and Atmospheric Administration) e mirato a illustrare il loro comportamento come ‘serbatoio di carbonio’ (articolo: “Strong Southern Ocean carbon uptake evident in airborne observations”).

Ricerche antecedenti a questa non erano riuscite a individuare l’effettivo ammontare di Co2 assorbita da questo oceano, in quanto basate sui valori di acidità dell’acqua raccolti da strumenti galleggianti; l’acidità, infatti, cresce quando il mare assorbe l’anidride carbonica. La nuova indagine, invece, si è fondata su un punto di vista diverso: il gruppo di lavoro ha utilizzato i dati raccolti durante campagne aeree svolte in un arco di circa 10 anni (dal 2009 al 2018). Nel corso di tali attività sono stati realizzati tre esperimenti: Atom (Atmospheric Tomography Mission) della Nasa, Hippo (Hiaper Pole-to-Pole Observations) di Nsf/Noaa e Orcas (O2/N2 Ratio and Co2 Airborne Southern Ocean) di Nsf.

Queste campagne si sono rese necessarie per approfondire i risultati di precedenti simulazioni informatiche, basate sia sui livelli di Co2, sia su altre proprietà delle acque oceaniche; secondo questi modelli, l’oceano in questione assorbe circa il 40% dell’anidride carbonica prodotta dall’uomo, rendendolo uno dei ‘serbatoi di carbonio’ (carbon sink) più significativi sulla Terra. I tre esperimenti sopra citati hanno permesso di misurare lo scambio di Co2 là dove acqua e atmosfera si incontrano e hanno confermato quanto l’Oceano Antartico sia veramente una risorsa per il clima del nostro pianeta.

I rilievi effettuati nel corso di Atom, Hippo e Orcas hanno evidenziato un calo di anidride carbonica nella bassa atmosfera al di sopra delle acque australi; il fenomeno è stato osservato nel corso dell’estate e indica effettivamente che si è verificato un assorbimento di tale gas. Questo processo comporta un rallentamento nella crescita delle temperature a livello globale e quindi mitiga gli effetti negativi del cambiamento climatico.

Gli studiosi hanno notato che l’acqua fredda sale dagli abissi oceanici sino in superficie tramite un meccanismo definito ‘upwelling’ (= risalita delle acque profonde); una volta giunta in superficie, l’acqua assorbe la Co2 nell’atmosfera – spesso anche grazie all’aiuto della fotosintesi messa in atto dal fitoplancton – e poi si dirige nuovamente in profondità. I dati raccolti dai tre esperimenti hanno messo in rilievo anche il gradiente verticale dell’anidride carbonica nell’atmosfera: infatti, durante l’esperimento Orcas, i ricercatori hanno riscontrato un calo nelle concentrazioni di Co2 (mentre l’aereo era in discesa) e contestualmente una notevole turbolenza vicino alla superficie oceanica. Questo comportamento suggerisce uno scambio di gas tra l’atmosfera e l’oceano.

Le misurazioni hanno così fornito agli scienziati una serie di istantanee dei cambiamenti verticali nella Co2, sia negli anni sia nel corso del ciclo stagionale del carbonio. La Nasa ha uno specifico programma di missioni aeree (Airborne Science Program), come Atom: esse hanno molteplici scopi scientifici nel campo dell’Osservazione della Terra, tra cui i test di nuovi sensori prima dell’invio nello spazio, lo studio di processi che avvengono a livello locale e la formazione di ricercatori.

In alto: un frame del modello informatico che mostra le zone dove avviene l’assorbimento della Co2 (Crediti: Nasa’s Scientific Visualization Studio / Data from the Ecco-Darwin Global Ocean Biogeochemistry Model). 

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