I modelli climatici suggeriscono che il cambiamento climatico potrebbe ridurre la capacità dell‘Oceano Antartico di assorbire anidride carbonica (CO₂). Tuttavia, i dati osservativi mostrano in realtà che questa capacità non ha subito alcun calo significativo negli ultimi decenni. In un nuovo studio, i ricercatori dell’Alfred Wegener Institute hanno scoperto cosa potrebbe causarlo. L’acqua a bassa salinità nello strato superficiale dell’oceano ha tipicamente contribuito a intrappolare il carbonio nelle profondità oceaniche, il che a sua volta ne ha rallentato il rilascio in atmosfera, almeno fino ad ora, perché il cambiamento climatico sta alterando sempre di più l’Oceano Antartico e la sua funzione di pozzo di carbonio. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Climate Change.
Gli oceani assorbono circa un quarto di tutte le emissioni di CO₂ di origine antropica rilasciate nell’atmosfera. Di questo totale, l’Oceano Antartico da solo ne immagazzina circa il 40%. L’importante ruolo dell’Oceano Antartico è dovuto alla circolazione oceanica nella regione, per cui le masse d’acqua risalgono dai livelli più profondi, si rinnovano e poi tornano in profondità. Questo processo rilascia CO2 naturale dalle profondità oceaniche e assorbe e immagazzina CO2 antropogenica dall’atmosfera.
La capacità dell’Oceano Australe di assorbire CO2 antropogenica dipende dalla quantità di CO2 naturale che sale in superficie dalle profondità oceaniche: maggiore è la CO2 naturale che sale in superficie dagli strati più profondi, minore è la CO2 antropogenica che l’Oceano Australe è in grado di assorbire. Questo processo è controllato dalla circolazione oceanica e dalla stratificazione delle diverse masse d’acqua.
L’acqua che risale dalle profondità dell’Oceano Australe è estremamente antica, non essendo stata in superficie per centinaia o migliaia di anni. Nel tempo, ha accumulato grandi quantità di CO2 che ritorna naturalmente in superficie attraverso il processo di risalita. Studi modello mostrano che l’intensificarsi dei venti occidentali, causato dai cambiamenti climatici, farà sì che una quantità sempre maggiore di queste acque profonde ricche di CO2 salga in superficie. A lungo termine, ciò ridurrebbe la capacità dell’Oceano Australe di assorbire la CO2 prodotta dall’uomo.
Il nuovo studio
Tuttavia, contrariamente alle proiezioni dei modelli climatici, i dati osservativi degli ultimi decenni non hanno mostrato alcuna riduzione della sua capacità di assorbire CO₂. Un nuovo studio dell’Istituto Alfred Wegener, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) fornisce ora una spiegazione del motivo per cui, nonostante l’intensificarsi dei venti occidentali, l’Oceano Antartico ha continuato a fungere da assorbitore di CO₂ negli ultimi decenni, riuscendo quindi a rallentare il cambiamento climatico.
“Le acque profonde dell’Oceano Antartico si trovano normalmente al di sotto dei 200 metri”, afferma la Dott.ssa Léa Olivier, oceanografa dell’AWI e autrice principale dello studio. “Sono salate, ricche di nutrienti e relativamente calde rispetto alle acque più vicine alla superficie“.
Le acque profonde contengono una grande quantità di CO₂ disciolta, penetrata nell’oceano profondo dalla superficie molto tempo fa. Le acque vicine alla superficie, d’altra parte, sono meno salate, più fredde e contengono meno CO₂. Finché la stratificazione di densità tra acque profonde e superficiali rimane intatta, la CO₂ proveniente dagli strati più profondi non può facilmente risalire in superficie.
L’acqua fredda e a bassa salinità trattiene l’acqua ricca di carbonio
“Studi precedenti suggerivano che il cambiamento climatico globale avrebbe rafforzato i venti occidentali sull’Oceano Antartico e, con essi, anche la circolazione invertita“, afferma Olivier. “Tuttavia, ciò avrebbe trasportato più acqua ricca di carbonio dalle profondità dell’oceano alla superficie, riducendo di conseguenza la capacità dell’Oceano Antartico di immagazzinare CO₂”.
Sebbene il rafforzamento dei venti sia già stato osservato in recenti studi di modellazione e osservazione, non ci sono prove che indichino che l’Oceano Antartico assorba meno CO₂, almeno al momento.
Osservazioni a lungo termine condotte dall’AWI e da altri istituti di ricerca internazionali suggeriscono che il cambiamento climatico potrebbe influenzare le proprietà delle masse d’acqua superficiali e profonde.
“Nel nostro studio, abbiamo utilizzato un set di dati comprendente dati biogeochimici provenienti da un gran numero di spedizioni marine nell’Oceano Antartico tra il 1972 e il 2021. Abbiamo cercato anomalie a lungo termine, nonché cambiamenti sia nei modelli di circolazione che nelle proprietà delle masse d’acqua. Nel fare ciò, abbiamo considerato solo i processi relativi allo scambio tra le due masse d’acqua, ovvero circolazione e miscelazione, e non i processi biologici, ad esempio“, spiega Olivier. “Siamo stati in grado di determinare che, a partire dagli anni ’90, le due masse d’acqua sono diventate più distinte l’una dall’altra”.
La salinità delle acque superficiali dell’Oceano Antartico si è ridotta a causa del maggiore apporto di acqua dolce causato dalle precipitazioni e dallo scioglimento dei ghiacciai e del ghiaccio marino. Questo “raddolcimento“ rafforza la stratificazione di densità tra le due masse d’acqua, che a sua volta mantiene l’acqua profonda ricca di CO₂ intrappolata nello strato inferiore e le impedisce di superare la barriera tra i due strati.
“Il nostro studio dimostra che quest’acqua superficiale più dolce ha temporaneamente compensato l’indebolimento del pozzo di carbonio nell’Oceano Antartico, come previsto dalle simulazioni dei modelli. Tuttavia, questa situazione potrebbe invertirsi se la stratificazione dovesse indebolirsi“, riassume Olivier.
Un rischio ancora esistente
C’è il rischio che ciò accada, poiché i venti occidentali più forti spingono le acque profonde sempre più vicino alla superficie. Dagli anni ’90, il limite superiore della massa d’acqua profonda si è spostato di circa 40 metri più vicino alla superficie, dove l’acqua ricca di CO₂ sta sempre più sostituendo l’acqua superficiale invernale a bassa salinità. Man mano che lo strato di transizione tra acque superficiali e profonde si avvicina alla superficie, diventa più suscettibile al mescolamento, che potrebbe essere causato principalmente dai venti occidentali più forti. Tale mescolamento rilascerebbe la CO₂ che si era accumulata sotto lo strato d’acqua superficiale.
Uno studio pubblicato di recente suggerisce che questo processo potrebbe essere già iniziato. Il risultato sarebbe che più acque profonde ricche di CO₂ potrebbero raggiungere la superficie, il che a sua volta ridurrebbe la capacità dell’Oceano Antartico di assorbire CO₂ antropogenica e quindi alimenterebbe ulteriormente il cambiamento climatico.
“Ciò che mi ha sorpreso di più è stato trovare la risposta alla nostra domanda sotto la superficie. Dobbiamo guardare oltre la semplice superficie dell’oceano, altrimenti corriamo il rischio di perdere una parte fondamentale della storia”, afferma Olivier.
“Per confermare se negli ultimi anni sia stata rilasciata più CO₂ dalle profondità oceaniche, abbiamo bisogno di dati aggiuntivi, in particolare sui mesi invernali, quando le masse d’acqua tendono a mescolarsi“, spiega il Prof. Alexander Haumann, coautore dello studio. “Nei prossimi anni, l’AWI prevede di esaminare attentamente questi processi nell’ambito del programma internazionale Antarctica InSync e di acquisire una migliore comprensione degli effetti del cambiamento climatico sull’Oceano Antartico e delle potenziali interazioni”.
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