I ricercatori a Denali stanno perforando carote di permafrost per misurare in che misura un grande incendio della tundra abbia approfondito il disgelo stagionale, aumentando il rischio di rilascio di carbonio e di retroazioni climatiche.
Nel Denali National Park in Alaska, il dottorando Andrew Haverdink si è inclinato su un trapano a due impugnature, estraendo dal suolo un carotatore cavo da un terreno rimasto congelato per millenni. Indossando abbigliamento antipioggia e stivali di gomma, ha sfilato il cilindro dal trépano, l’ha allineato sopra un vassoio su un telo blu e ha spinto un’asta attraverso il tubo. Ne è scivolato fuori un cilindro intatto di permafrost scuro, ricco di carbonio — lungo almeno un piede — che offriva una rara testimonianza fisica di un paesaggio che ora sta cambiando rapidamente.
Haverdink lavorava con un team della Northern Arizona University su un’area di ricerca nella tundra delimitata da nastro da topografo teso tra ciuffi d’erba (tussocks), ontano e fireweed. L’attenzione è rivolta a un incendio iniziato con un fulmine a fine giugno 2013 nel remoto entroterra settentrionale del parco. Alimentato dai venti Chinook — forti raffiche discendenti che si formano quando l’aria oceanica umida attraversa la Alaska Range e poi scende — il rogo ha attraversato quasi 35.000 acri di territorio in gran parte privo di alberi.
L’incendio non ha semplicemente consumato le piante. In alcuni punti è penetrato nello strato superiore del suolo, rimuovendo la vegetazione e lo strato organico isolante che contribuisce a mantenere congelato il permafrost sottostante. Questo è importante perché il permafrost è uno dei maggiori serbatoi di carbonio del pianeta ed è molto diffuso: circa l’85% dell’Alaska poggia su di esso.
Quando i ricercatori sono tornati per il primo grande rilievo nel 2016, hanno trovato segni di un disgelo post-incendio significativo. Nelle aree bruciate più severamente, lo “strato attivo” — il suolo superficiale che ogni estate si scongela sopra il terreno permanentemente congelato — era più profondo di circa uno fino a quasi due piedi rispetto a siti comparabili fuori dalla cicatrice dell’incendio. Uno strato attivo più profondo indica che più calore penetra nel suolo e suggerisce un’accelerazione del degrado del permafrost.
Il sito di Denali offre un vantaggio scientifico insolito. L’incendio del 2013 ha attraversato due griglie di monitoraggio già esistenti che il National Park Service aveva predisposto nel 2001, inclusa la griglia in cui il team ha raccolto le carote. Questa baseline pre-incendio offre ai ricercatori una finestra “prima e dopo” su come gli incendi boschivi rimodellano nel tempo la vegetazione, le dinamiche del carbonio e il permafrost, ha detto la co-responsabile del progetto Xanthe Walker mentre seguiva il lavoro sul campo.
Misurazioni dirette di questo tipo sono sempre più importanti mentre gli scienziati cercano di quantificare come gli ecosistemi artici e boreali reagiscano a un mondo che si riscalda. Gli incendi alle alte latitudini si verificano più spesso e con maggiore intensità rispetto al passato, e possono amplificare il cambiamento climatico accelerando il disgelo del permafrost. Quel disgelo, a sua volta, può rilasciare gas serra, creando cicli di retroazione in cui il riscaldamento favorisce gli incendi, gli incendi espongono e riscaldano i suoli e i suoli emettono gas che alimentano ulteriore riscaldamento.
I ricercatori stanno ancora cercando di definire con precisione quanto siano forti questi effetti a cascata e come interagiscano con altri cambiamenti del paesaggio. Modelli precedenti suggerivano che, su periodi lunghi e con un riscaldamento moderato, una maggiore crescita di piante e alberi potrebbe assorbire abbastanza anidride carbonica da compensare gran parte del carbonio rilasciato da suoli che si riscaldano e dal disgelo del permafrost. Ma la crescente mole di osservazioni sul campo e le analisi aggiornate stanno alimentando preoccupazioni sulle emissioni nei prossimi decenni — proprio l’orizzonte temporale in cui il mondo sta cercando di mantenere l’aumento della temperatura entro limiti più sicuri.
Il permafrost è presente sotto circa il 15% della superficie terrestre dell’emisfero settentrionale e immagazzina all’incirca 1,5 trilioni di tonnellate di carbonio—circa il doppio della quantità attualmente nell’atmosfera. Gran parte si è formato durante l’ultima era glaciale, ma negli ultimi cinquant’anni si sta scongelando più rapidamente con l’aumento delle temperature e l’aggravarsi degli incendi. Una volta scongelato, i microbi possono iniziare a decomporre la materia organica rimasta congelata a lungo, rilasciando anidride carbonica e metano, entrambi potenti gas serra.
Perché è importante
La regione artico-boreale contiene un enorme e vulnerabile accumulo di carbonio, e gli incendi boschivi stanno sempre più spesso agendo da innesco che lo espone. Misurazioni migliori in luoghi come Denali definiranno il modo in cui gli scienziati stimano il rischio climatico nel breve periodo e il modo in cui i decisori pubblici pianificano i percorsi di riduzione delle emissioni. Ciò che accadrà in seguito—se il recupero della vegetazione potrà compensare in modo significativo le emissioni dal suolo e con quale rapidità stiano cambiando i regimi degli incendi—influenzerà gli obiettivi climatici in tutto il mondo.