10 Gennaio 2023
Degassamento del permafrost in Antartide
Una ricerca innovativa ha rilevato la presenza di degassamento dal permafrost nelle zone peri-costiere dell’Antartide, note come McMurdo Dry Valleys, nel settore orientale dell’Antartide a circa 100 chilometri dalla base americana di McMurdo e neozelandese Scott Base. Le Dry Valleys costituiscono la più estesa area priva di ghiaccio del continente antartico dove la scarsissima umidità, le temperature gelide (tra -14 °C e -30 °C) e venti catabatici fino a 320 km/h hanno generato uno degli ambienti più estremi del Pianeta.
La ricerca, svolta nell’ambito del progetto SENECA (SourcEand impact of greeNhousE gasses in AntarctiCA), finanziato dal Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA) e coordinato da l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (P.I. del progetto Dr. Livio Ruggiero), ha visto la compartecipazione di un team di ricerca internazionale composto da INGV di Roma, GNS Science e Università di Otago della Nuova Zelanda, CEED-Center of Earth Evolution and Dynamics e Università di Oslo della Norvegia, Università di Roma La Sapienza, Università of Padova, CNR-IGAG. I risultati ottenuti dalla prima campagna antartica del progetto SENECA sono stati pubblicati sulla rivista Science of the Total Environment.
Durante l’estate australe del 2019/20, il team di ricerca ha effettuato la prima campagna geochimica estensiva su una superficie di circa 22 km2 nella Taylor Valley. L’indagine ha permesso la misura in superficie della concentrazione di un’ampia gamma di gas (CO2, CH4, H2, ecc.) nel suolo e del flusso di CO2 al fine di identificare le vie preferenziali di risalita per i fluidi profondi e valutarne i meccanismi di migrazione.
Recenti studi condotti nelle regioni polari nell’emisfero nord hanno rivelato che la stabilità del permafrost gioca un importante ruolo nell’attuale ciclo del carbonio, dal momento che può intrappolare considerevoli quantità di gas serra. Attualmente, il fenomeno del riscaldamento globale favorisce il rapido riscaldamento del permafrost artico con il conseguente rilascio di notevoli quantità di gas serra. Tuttavia, nelle regioni antartiche questo fenomeno non era stato ancora sufficientemente studiato e valutato. In Antartide, le McMurdo Dry Valleys rappresentano circa il 10% del suolo deglaciato dell’intero continente e, come avviene per le regioni polari del nord, tendono a riscaldarsi anche se più lentamente.
I risultati della ricerca hanno rivelato la presenza di significative concentrazioni di metano, anidride carbonica e elio già nella parte superiore dello strato di permafrost congelato. Confrontando questi dati con i pochi dati pregressi a disposizione, il gruppo di ricerca ha osservato un incremento nel flusso della CO2, stimato pari a circa 15 tonnellate al giorno su un’area di 21.6 km2. Infatti, l’emissione di CO2 calcolata durante il periodo estivo è circa 448.5 tonnellate al mese per l’intera area.
I dati raccolti, inoltre, hanno permesso di identificare zone, allineate lungo la direzione della valle, caratterizzate dalla presenza contemporanea di valori elevati di più specie gassose, sia dove il livello attivo del permafrost si scongela durante il periodo estivo sia lungo potenziali sistemi di fagliazione e/o fratturazione o discontinuità laterali nel permafrost. I risultati suggeriscono la presenza di elevate quantità di gas disciolti nel sistema di brine in sovrapressione al disotto del permafrost. Lo scioglimento superficiale del permafrost e la presenza di zone più permeabili permettono ai gas di migrare verso la superficie.
I risultati della ricerca, pertanto, indicano che nelle Dry Valleys la degradazione del permafrost causata del riscaldamento globale favorisce i fenomeni di degassamento che potrebbero non limitarsi alla Taylor Valley ma estendersi anche lungo gli oltre 24,000 km di costa del continente antartico. I risultati hanno evidenziato la necessità di effettuare altre indagini estensive per valutare adeguatamente le emissioni di gas serra in regioni caratterizzate dalla presenza di permafrost. Infine, questo lavoro ha prodotto una mappa delle emissioni di CO2 che potrà costituire un punto di partenza per future ricerche finalizzate alla valutazione dell’origine di questi gas e al monitoraggio delle emissioni di gas serra rilasciati dal permafrost antartico.
Citazione: L. Ruggiero, A. Sciarra, A. Mazzini, F. Florindo, G. Wilson, M.C. Tartarello, C. Mazzoli, J.T.H. Anderson, V. Romano, R. Worthington, S. Bigi, R. Sassi, G. Ciotoli, Antarctic permafrost degassing in Taylor Valley by extensive soil gas investigation, Science of The Total Environment, Volume 866,
2023,161345, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161345.
