I piani per limitare l’aumento della temperatura globale a 1,5°C rispetto ai livelli preindustriali dipendono dal raggiungimento di emissioni nette pari a zero e, in molti casi, dalla rimozione attiva dell’anidride carbonica (CO2) dall’atmosfera. Ma ora un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science Advances, rileva che la riduzione dei livelli di CO2 potrebbe avere un effetto inaspettato. Le simulazioni climatiche utilizzate nello studio suggeriscono che l’Oceano Antartico, intorno all’Antartide, potrebbe passare dall’essere un importante pozzo di carbonio a una prolifica fonte di carbonio.
L’Oceano Antartico come pozzo di carbonio
Si stima che gli oceani del mondo abbiano assorbito circa il 30% delle emissioni di anidride carbonica causate dall’uomo, con l’Oceano Antartico che rappresenta circa il 40-50% di tale assorbimento. Questo avviene perché l’acqua più fredda dissolve la CO2, che viene poi miscelata e trasportata nelle acque più profonde. Il fitoplancton che vive nelle acque superficiali illuminate dal sole contribuisce al processo assorbendo CO2 per la fotosintesi e convertendo il carbonio in materia organica.
Tuttavia, gli scienziati non sono certi che l’Oceano Antartico rimarrà un affidabile pozzo di carbonio una volta che le emissioni diminuiranno. Sebbene i modelli climatici prevedano generalmente un continuo assorbimento di carbonio da parte dell’Oceano Antartico con l’aumento delle emissioni, alcuni studi hanno suggerito che potrebbe passare dall’assorbimento di CO2 al suo rilascio attraverso processi di rimozione del carbonio.
Gli autori del nuovo studio scrivono: “studi precedenti hanno dimostrato che il sistema fisico dell’Oceano Antartico risponde in modo non lineare ai processi di rimozione della CO2, e questo comportamento diventa sempre più pronunciato su scale temporali a lungo termine. Un tale fenomeno potrebbe generare impatti ritardati e multiformi sulle dinamiche del carbonio oceanico, introducendo una notevole incertezza nelle proiezioni dei flussi futuri di CO2 e nell’impatto complessivo delle misure di mitigazione climatica”.
L’Oceano Antartico rilascia CO2 nelle simulazioni
Per valutare la risposta dell’Oceano Antartico agli scenari di riduzione della CO2, il team ha eseguito due scenari idealizzati di emissioni a lungo termine: uno che raggiunge emissioni nette pari a zero (ZEC) e uno che include emissioni negative sostenute (NEG) tramite cattura diretta dall’atmosfera. Hanno confrontato 10 simulazioni per ciascuno scenario e verificato l’assorbimento recente di CO2 da parte dell’oceano, secondo il modello, confrontandolo con le stime basate sulle osservazioni.
Le simulazioni hanno mostrato che l’Oceano Antartico passa da un modesto assorbitore di CO2 a una sostanziale fonte di CO2 in entrambi gli scenari di emissioni. Il cambiamento persiste anche con la diminuzione della CO2 atmosferica, indicando una risposta ritardata piuttosto che una rapida ripresa. I ricercatori affermano che, una volta ridotte le emissioni di CO2, l’assorbimento di CO2 nell’Oceano Antartico diminuisce rapidamente, per poi trasformarsi gradualmente in una fonte netta di CO2.
Le simulazioni mostrano emissioni finali di CO2 di circa 8,6 grammi di carbonio per metro quadrato all’anno nella simulazione ZEC e di 8,5 grammi di carbonio per metro quadrato all’anno nella simulazione NEG. A titolo di riferimento, nel 2001 l’Oceano Antartico assorbiva circa 2,8 grammi di carbonio per metro quadrato all’anno.
Il team scrive: “l’evoluzione temporale del flusso di CO2 medio globale tra aria e mare è caratterizzata da un maggiore assorbimento di CO2 da parte dell’oceano fino al raggiungimento del picco delle emissioni (circa 2050), seguito da un indebolimento dell’assorbimento con il calo delle emissioni. Nell’esperimento NEG, questo indebolimento continua e nel 2154 l’oceano passa da pozzo netto a fonte netta di CO2. Dopo la cessazione degli esperimenti NEG nel 2196, quando la CO2 atmosferica ritorna ai livelli iniziali, la simulazione entra in una fase ZEC”.
Meccanismi alla base del cambiamento
Il team voleva capire cosa causa questo passaggio da pozzo a fonte. Hanno scoperto che il riscaldamento persistente delle acque superficiali dell’Oceano Antartico sembra essere il fattore scatenante principale, mentre la variazione dell’alcalinità dell’oceano funge da secondo fattore scatenante. L’acqua più calda trattiene meno CO2 e il generale calo dell’alcalinità dell’acqua marina indebolisce ulteriormente la capacità chimica dell’oceano di assorbire CO2. Entrambi i cambiamenti influenzano anche la pressione parziale di CO2 nell’acqua. Con l’aumento della pressione parziale di CO2 nell’oceano, il gradiente di pressione aria-mare si inverte (la pressione parziale di CO2 nell’oceano diventa maggiore di quella nell’atmosfera). A questo punto, il meccanismo si inverte e l’oceano non è più in grado di assorbire CO2. Inizia invece a rilasciarla nell’atmosfera.
Necessari ulteriori ricerche
Rimangono ancora molte incognite e queste simulazioni spesso mancano di dettagli che potrebbero influenzare il risultato. In questo caso, le proiezioni sulla chimica del carbonio nell’Oceano Antartico differiscono tra i vari modelli e lo studio ne utilizza solo uno. Il modello esclude anche la calotta glaciale antartica, che potrebbe influenzare i processi regionali di acqua dolce e oceanica. Inoltre, non sappiamo ancora con esattezza come si manifesteranno le emissioni future nella realtà.
Lo studio evidenzia inoltre che alcuni pozzi di carbonio potrebbero non funzionare sempre come previsto e arrivare persino a ostacolare le misure di riduzione delle emissioni. Ribadisce altresì che il taglio delle emissioni resta fondamentale e che il sistema climatico può reagire con ritardi prolungati, complicando così il recupero.