Il ruolo dei laghi nel riscaldamento globale

Uno studio per capire le conseguenze del riscaldamento globale sulle emissioni in 2.000 laghi

[12 Settembre 2016]

Mentre le temperature globali aumentano ci si chiede come risponderanno gli ecosistemi lacustri che, se è vero che costituiscono solo il 3% delle terre emerse, stoccano nei loro fondali più carbonio di quanto gli ce ne sia sotto il fondo di tutti gli oceani del mondo, che però assorbono e stoccano molta più CO2 nella colonna d’acqua.

I laghi rilasceranno più gas serra come anidride carbonica e metano? E potrebbero creare un feedback loop che porterà a un ulteriore riscaldamento? A chiederselo sono  i ricercatori newyorkesi del Rensselaer Polytechnic Institute  che per prevedere gli effetti delle temperature dell’aria in aumento sul ciclo del carbonio lacustre nel 2015 hanno realizzato computer models  dei cambiamenti del tempo atmosferico, della temperatura dell’acqua, e delle emissioni di CO2 e metano in 2.000 laghi in tutti gli Usa, compreso il lago George. Un progetto finanziato con 300.000 dollari dalla  National Science Foundation che sono andati al team di Kevin Rose, del dipartimento di scienze biologiche del Rensselaer e Frederic R. Kolleck, uno dei maggiori esperti di ecologia delle acque dolci. .

Rose spiega: «Sappiamo che i laghi sono importanti nel ciclo globale del carbonio – assorbendo ed emettendo carbonio – e questo è fondamentale per la regolazione della temperatura globale dell’aria, ma non sappiamo come cambierà il ruolo dei laghi a causa delle temperature dell’aria in aumento. Attualmente, siamo in grado di modellare le modifiche per un singolo lago  – con caratteristiche come la superficie, la profondità, la limpidezza dell’acqua, e il profilo della temperatura – ma non può essere utile come strumento di pianificazione e di ricerca, abbiamo bisogno di lavorare su una scala molto più grande».

A differenza che in mare, il carbonio entra nei laghi come materia organica (foglie cadute o suolo) e percorre il suo ciclo nella catena alimentare, alimentando le piante e poi gli animali. Parte del carbonio si deposita sul fondo dei laghi e viene sepolto nei sedimenti, mentre parte viene rilasciato in atmosfera come anidride carbonica e metano. Come con tutti i processi biologici, le emissioni lacustri dipendono dalle temperature. « La sfida nel prevedere le emissioni lacustri per migliaia di laghi in tutto il Paese sta nella enorme varietà di caratteristiche da lago a lago», sottolineano al Rensselaer Polytechnic Institute  .

Per cercare di risolvere questo complicato problema, i ricercatori hanno cercato di prevedere le condizioni climatiche che dovranno affrontare 2.000 laghi statunitensi nei prossimi 90 anni, utilizzando i modelli e le proiezioni dei cambiamenti climatici forniti dall’Intergovernmental panel on climate change. Poi il team si è avvalso del “National Lakes Assessment” dell’Environmental protection agency (Epa), un’indagine statistica che repertoria le caratteristiche chimiche, biologiche, e fisiche dei laghi Usa.  Aggiungendo le caratteristiche ed i dati meteo previsti con un modello idrodinamico open source, il team può prevedere i cambiamenti nelle caratteristiche termiche del lago, realizzando un profilo della temperatura, della profondità della stratificazione della temperatura e della copertura di ghiaccio.

Così il team statunitense è in grado di calibrare e validare il modello riportandolo indietro nel tempo, nel lontano 1979, e confrontando i risultati con tempo meteorologico e le  temperature lacustri registrate dal North American Land Data Assimilation System e dal National Lakes Assessment Epa. Quindi i ricercatori utilizzano i dati risultanti per stimare i cambiamenti nel metabolismo lacustre – assorbimento ed emissioni di carbonio – per cercare di capire e stimare le differenze in base alla regione o caratteristiche specifiche dei laghi.

Rose spiega ancora: «L’obiettivo è quello di chiudere il ciclo tra cambiamenti a lungo termine di anidride carbonica atmosferica, con conseguente aumento della temperatura globale, che porta a cambiamenti della temperatura dell’acqua del lago, che porta a cambiamenti nel ruolo dei laghi nel ciclo globale del carbonio. In altre parole, la quantità di anidride carbonica che sta per fuoriuscire da laghi porterà a più anidride carbonica nell’atmosfera. o ci sarà un feedback positivo?»

Rose e il suo team dicono che la loro ricerca dimostra  il paradigma emergente che riconosce che le sfide e le opportunità globali sono così grandi che non possono essere adeguatamente affrontate da soli, anche dalle persone  di maggior talento. Il Rensselaer  è diventato un incrocio per la collaborazione, lavorando con partner in tutta discipline, aree  e regioni geografiche, per affrontare le complesse sfide globali, utilizzando gli strumenti e le tecnologie più avanzate, molte delle quali vengono sviluppate proprio al Rensselaer.