Un nuovo studio internazionale, pubblicato su Nature, rivoluziona la nostra comprensione del ciclo globale del carbonio, dimostrando che una parte significativa dell’anidride carbonica (CO₂) emessa dai fiumi non proviene da recente attività biologica, come finora ipotizzato, ma da carbonio “antico”, con un’età compresa tra migliaia e milioni di anni. Questo “carbonio vecchio” è mobilitato da suoli profondi, sedimenti e rocce, e trasportato nei corsi d’acqua attraverso processi idrologici. I fiumi e i torrenti emettono ogni anno circa 2 petagrammi (Pg) di carbonio sotto forma di CO₂ e circa 28 teragrammi (Tg) di metano (CH₄). Finora si pensava che queste emissioni derivassero principalmente dalla respirazione biologica contemporanea, cioè da organismi che hanno catturato il carbonio tramite fotosintesi negli ultimi decenni. Tuttavia, questo studio evidenzia che fino al 59% di queste emissioni deriva da carbonio antico, non correlato al ciclo biologico moderno.
Il metodo: radiocarbonio per tracciare l’età del carbonio
Gli scienziati hanno assemblato un imponente database globale di oltre 1.100 misurazioni della composizione isotopica del carbonio disciolto (DIC), del CO₂ e del CH₄ nei fiumi. Utilizzando il radiocarbonio (^14C), hanno determinato l’età del carbonio emesso. Valori di F^14C inferiori a 1 indicano carbonio più vecchio del 1955; superiore a 1, carbonio moderno. Il valore medio per il DIC era 0.914, corrispondente a circa 720 anni di età.
Le fonti del carbonio antico
Il carbonio antico ha tre origini principali:
- Carbonio decennale: proveniente da recente fotosintesi e respirazione.
- Carbonio millenario: da suoli profondi e sedimenti organici degradati lentamente.
- Carbonio petrogenico: derivante dalla dissoluzione di rocce carbonatiche e materiale organico geologico, con un’età superiore a 55.000 anni.
L’analisi ha mostrato che i fiumi trasportano in atmosfera ogni anno:
- 1,1 ± 0,3 Pg C da fonti millenarie;
- 0,1 ± 0,0 Pg C da fonti petrogeniche;
- Solo 0,9 ± 0,3 Pg C da fonti recenti.
Dove e perché avviene il rilascio
Il rilascio di carbonio antico varia in base a:
- Dimensioni del bacino: i bacini più grandi tendono a contenere carbonio più vecchio, smentendo l’idea che solo piccoli bacini rilascino antichi depositi.
- Litologia: i bacini su rocce sedimentarie (soprattutto carbonatiche) mostrano contenuti di ^14C molto bassi, indicativi di contributi petrogenici.
- Biomi: i valori più antichi si trovano nei biomi montani e tropicali erbosi, dove erosione e degrado del suolo facilitano il rilascio di carbonio accumulato nel tempo.
Implicazioni per il bilancio globale del carbonio
La scoperta che più della metà della CO₂ fluviale è antica implica che la perdita di carbonio dai suoli e dai sedimenti è stata finora sottostimata.
Questo modifica:
- Le stime sulla capacità delle foreste e del suolo di assorbire CO₂ antropogenica.
- I modelli climatici, che dovranno ora includere queste perdite idrologiche di carbonio antico.
- Le politiche di mitigazione, evidenziando la vulnerabilità dei serbatoi terrestri di carbonio alle perturbazioni antropiche come la deforestazione, l’agricoltura e il cambiamento climatico.
Un nuovo modello concettuale
Gli autori propongono un nuovo schema concettuale che considera le emissioni fluviali non come semplice estensione del ciclo ecosistemico moderno, ma come “valvole di fuga” per carbonio profondamente sepolto e rimobilitato da cambiamenti climatici e attività umana. Questa ricerca rappresenta una svolta nel modo in cui concepiamo i flussi di carbonio tra terra e atmosfera. I fiumi non sono solo trasportatori passivi di carbonio moderno, ma anche attivi emettitori di antichi depositi di carbonio. La gestione del clima richiede ora una revisione profonda dei modelli globali e delle strategie di assorbimento del carbonio, per tenere conto delle perdite occulte attraverso i corsi d’acqua.
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