Riscaldamento globale e cambiamento climatico: quando l’anidride carbonica viene emessa dal mare

Il mare assorbe molta anidride carbonica prodotta dall’uomo. Mitigando così i cambiamenti climatici. Ma questo processo ha i suoi limiti: in alcune zone il Mar Mediterraneo rilascia già più anidride carbonica di quanta ne assorba.

È un’interazione: l’oceano sta inghiottendo la nostra anidride carbonica, e non molto poco. Secondo il rapporto di ricerca, quest’anno rappresenta un buon quarto di tutte le emissioni Bilancio globale del carbonio 2022. Di conseguenza, il mare modera anche in una certa misura il cambiamento climatico.

Tuttavia, lo stesso cambiamento climatico fa sì che il mare non possa più assorbire la stessa quantità di anidride carbonica di una volta. È già inferiore del quattro per cento. “L’assorbimento di anidride carbonica da parte degli oceani non sta diminuendo, ma sarebbe maggiore senza il cambiamento climatico”, afferma Judith Hook. È biogeochimica presso l’Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research di Bremerhaven, ed è una degli autori del Global Carbon Budget.

Il mare può emettere anidride carbonica

In casi estremi, le temperature più calde derivanti dai cambiamenti climatici significano che il mare non solo può assorbire più anidride carbonica, ma può anche diventare un emettitore di gas serra, spiega il geologo marino Or Bialik dell’Università di Haifa in Israele e dell’Università di Münster. . Paragona il processo a una bottiglia di soda lasciata sul sedile posteriore di un’auto in una calda giornata estiva.

Se poi apri la bottiglia, tutta l’anidride carbonica, il cosiddetto acido carbonico, cerca di fuoriuscire. Il gas si spegne con il liquido viscoso. “Questo perché è meno solubile: fuoriesce dall’acqua e cerca di uscire dalla bottiglia”, afferma Bialik.

Il Mar Mediterraneo rilascia più anidride carbonica di quanta ne assorba

Esattamente questo processo può avvenire nel Mediterraneo in estate. Bialik ei suoi colleghi hanno condotto studi nel Mediterraneo orientale, un’area che ha fatto notizia la scorsa estate a causa del riscaldamento delle sue acque. L’acqua era calda lì oltre i 30 gradi. In generale, quest’area marina è una delle regioni a più rapido riscaldamento al mondo.

In una recente pubblicazione sulla rivistaRapporti scientifici“Nel loro studio pubblicato, Bialik ei suoi colleghi hanno scoperto qualcosa di sorprendente. Il Mediterraneo orientale ha rilasciato più anidride carbonica di quanta ne abbia assorbita nel corso di un anno”. Perché di solito pensiamo che il mare assorba anidride carbonica».

Misteriosi cristalli di calcare nell’acqua

Forse questo è in parte dovuto alle alte temperature che prevalgono qui in estate. L’anidride carbonica viene semplicemente emessa, come il gas da una bottiglia di limonata calda. D’altra parte, ciò è probabilmente dovuto anche al fatto che in questa zona marina ci sono pochissimi nutrienti. Di conseguenza, piante come le alghe possono crescere meno bene e quindi non possono immagazzinare anidride carbonica.

Tuttavia, un altro fenomeno chimico precedentemente sconosciuto potrebbe svolgere un ruolo nel rilascio di anidride carbonica. I ricercatori hanno trovato cristalli di calcare nell’acqua, cosa che inizialmente li ha lasciati perplessi. Di solito, questa forma di calce, l’aragonite, è formata principalmente da animali nell’acqua, ad esempio per mezzo di conchiglie o coralli. Non ci sono affatto animali del genere nella zona.

Fenomeno precedentemente sconosciuto

Così Bialik iniziò a studiare la chimica dell’acqua. Da questo, i ricercatori hanno sviluppato un’idea: i cristalli potrebbero essere un fenomeno non precedentemente descritto nell’acqua di mare ordinaria. I cristalli di aragonite possono formarsi direttamente nella colonna d’acqua, cioè in forma inorganica, senza l’intervento di animali e piante.

Ci sono aree marine dove l’aragonite è fortemente depositata. Ad esempio alle Bahamas, nel Golfo Persico o nel Mar Rosso. Lì, tuttavia, forma enormi nuvole biancastre. In precedenza non era noto che i cristalli potessero formarsi inosservati e poi affondare sul fondo del mare.

superficie marina satura

Il fatto che ciò stia accadendo potrebbe anche avere qualcosa a che fare con il riscaldamento delle temperature nel Mediterraneo orientale. Perché quando l’acqua in superficie evapora e si riscalda, questo strato d’acqua si satura di aragonite. Può quindi cristallizzare, ad esempio, su piccole particelle di polvere. È un po’ come appaiono i cristalli di zucchero sui bastoncini di legno se li immergi a lungo in una soluzione satura di zucchero.

I processi chimici che avvengono durante la formazione dei cristalli possono ora rilasciare più anidride carbonica dal mare. Bialik ha calcolato che circa il 15% dell’anidride carbonica filtrata nel Mediterraneo orientale può essere attribuita a cristalli di calcare precipitati.

Localmente limitato o diffuso?

Non è chiaro se questa formazione di cristalli sia un fenomeno localmente limitato nel Mediterraneo orientale o se si verifichi anche in altre regioni del mare. Bialik è particolarmente interessato a vaste aree dell’oceano. “È ancora più inquietante quando ci pensi: quali altre regioni dell’oceano stanno vivendo carenze di nutrienti e riscaldamento? Poi ti rendi conto che è una descrizione dei grandi vortici oceanici”, dice. Questi giganteschi vortici si trovano in tutti gli oceani.

Tuttavia, il chimico marino Andrew Dixon della Scripps Institution of Oceanography, che non era coinvolto nella ricerca di Bialik, non ne è sicuro. Ha detto alla rivista americana che il Mediterraneo orientale è una regione in qualche modo unica Cablato. “Quindi la domanda è quanto sia davvero speciale questo ambiente, o se le condizioni siano comuni a tutti gli oceani. E non ho un’immagine chiara di questo nella mia testa.”

Ad esempio, se questi cristalli si trovino effettivamente in grandi vortici oceanici, non è affatto certo ed è ancora in fase di ricerca. Quel che è certo, però, è che in futuro gli oceani potranno immagazzinare meno anidride carbonica a causa dei cambiamenti climatici.

In che modo il mare immagazzina anidride carbonica?

Il fatto che il mare immagazzini così tanta anidride carbonica è dovuto in particolare a tre meccanismi. Il primo processo è puramente fisico e deriva dal fatto che c’è più anidride carbonica nell’aria che nell’acqua. Perché se nell’atmosfera c’è più gas che acqua, il sistema cerca l’equilibrio. Più anidride carbonica si dissolve. Questo effetto può essere riscontrato sia in mare che in acqua dolce, come fiumi e laghi.

In secondo luogo, il processo biologico è noto anche in campagna. Quando le alghe e le alghe crescono nel mare, assorbono l’anidride carbonica. Se affondano nelle profondità e sul fondo del mare, affonda anche parte dell’anidride carbonica. L’effetto si può riscontrare anche nelle foreste che immagazzinano a lungo anidride carbonica.

Ma c’è un terzo processo chimico che è unico per il mare ed è la chiave per consentirgli di assorbire così tanta anidride carbonica. Ci sono idiosincrasie nella chimica degli oceani. Alcuni ioni presenti nell’acqua di mare, gli ioni carbonato e bicarbonato, reagiscono con l’anidride carbonica disciolta nell’acqua. Di conseguenza, il carbonio è in una forma diversa e l’acqua può assorbire più anidride carbonica.

Tuttavia, questo ha delle conseguenze. Perché queste reazioni chimiche nel mare assicurano che il valore del pH del mare continui a scendere. Più anidride carbonica assorbe il mare, più è acido.

Il cambiamento climatico rallenta i processi

Così il mare garantisce in modo fisico, biologico e chimico che il cambiamento climatico sia mitigato dalla riduzione dell’anidride carbonica di origine antropica nell’atmosfera.

Ma a causa del cambiamento climatico, le correnti nell’atmosfera e nell’oceano stanno cambiando. Ciò garantisce, ad esempio, che in determinate zone l’acqua contenente molta anidride carbonica non possa più essere trasportata in profondità così rapidamente. Quindi nuova acqua superficiale che potrebbe assorbire più anidride carbonica non si sta formando così rapidamente.

L’aumento delle temperature significa anche che l’oceano non può più assorbire tanta anidride carbonica. Da un punto di vista puramente fisico, meno gas si dissolve nell’acqua calda che nell’acqua fredda.