Microbi antichi del lago hanno causato il riscaldamento globale durante l'era glaciale

5 agosto 2023 caratteristica

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a cura di Hannah Bird, di Phys.org

Il riscaldamento globale non è solo una questione moderna, ma è avvenuto numerose volte nella storia della Terra, con un evento del genere che si è verificato 304 milioni di anni fa durante l'era glaciale del Paleozoico superiore (che si è estesa da 340 a 290 milioni di anni fa). Studi hanno scoperto prove di aumento della temperatura superficiale del mare, declino dei ghiacci continentali e inondazione degli ambienti oceanici sulla terra in quel periodo. Dr. Liuwen Xia, dell'Università di Nanjing in Cina, e i collaboratori hanno studiato gli effetti di un'ampia iniezione di metano proveniente da laghi alcalini (pH da 9 a 12) nell'atmosfera, in un lavoro pubblicato in Geology.

Grandi quantità di metano atmosferico causano il riscaldamento globale in quanto è un potente gas serra che trattiene il calore 28 volte più efficacemente della diossido di carbonio nel corso di 100 anni. I microrganismi che producono metano sono responsabili del 74% delle emissioni globali di metano, pertanto è importante definire le condizioni ambientali che li incoraggiano a sopravvivere e prosperare per capire i cambiamenti climatici.

Il bacino di Junggar nel nord-ovest della Cina è stato esaminato valutando i livelli di metano derivati dall'attività microbica. I ricercatori hanno prelevato campioni dal fondo del lago e hanno effettuato analisi chimiche della roccia per determinare il tipo di carbonio presente in base alla sua origine da alghe verde acqua, cianobatteri (microorganismi fotosintetici) e archea alcalofile (microorganismi estremofili che vivono in ambienti ad alta concentrazione di sale).

Quando il lago contiene più carbonio inorganico disciolto (una forma che non ha legami di carbonio e idrogeno), le alghe, i cianobatteri e le archee preferiscono assorbire la forma più leggera (carbonio-12), il che significa che il carbonio più pesante (carbonio-13) rimane nell'acqua del lago e viene depositato, causando differenze distinte nelle misurazioni effettuate sulla roccia.

I ricercatori hanno scoperto un particolare tipo, archea metanogenica alcalofila, che ha avuto un vantaggio competitivo nelle condizioni ambientali anossiche a basso contenuto di solfati del lago, preservando i valori più pesanti del carbonio-13 nella roccia. Questa specie si è sviluppata producendo grandi quantità di metano nell'acqua del lago, che è stato poi rilasciato nell'atmosfera. Si stima che le emissioni di metano dall'attività microbica siano state fino a 2,1 gigatonnellate.

La diossido di carbonio derivato dall'attività vulcanica e dai processi idrotermali trasportato verso il lago è stato convertito in bicarbonato e carbonato (forme di carbonio inorganico disciolto), il che ha aumentato l'alcalinità del lago e ha favorito la creazione di metano poiché promuove l'attività microbica. Il carbonio inorganico disciolto fornisce un rifornimento praticamente illimitato di carbonio alle alghe, ai cianobatteri e alle archee per i loro processi metabolici.

Pertanto, collegare questo aumento e l'approvvigionamento costante di metano all'era glaciale del Paleozoico superiore, che ha avuto un picco di metano atmosferico 304 milioni di anni fa, potrebbe suggerire che il contributo combinato di numerosi laghi alcalini a livello globale potrebbe aver avuto un impatto significativo sui livelli mondiali di gas serra. I ricercatori suggeriscono che, prendendo in considerazione solo i laghi nel nord-ovest della Cina, le emissioni di metano potrebbero aver raggiunto 109 gigatonnellate, equivalenti al potere di forzatura dell'effetto serra di fino a 7521 gigatonnellate di diossido di carbonio.

Ciò evidenzia chiaramente la potenza del metano nel influenzare il nostro clima e, in particolare, l'importanza di identificare i laghi alcalini a livello globale per monitorare le loro attuali emissioni e trovare soluzioni per contrastare la loro attività. Questo può includere la riduzione del pH dei laghi in modo che diventino più acidi, l'aggiunta di determinati tipi di argilla o persino il dragaggio del fondo del lago, ma tutte queste soluzioni naturalmente introducono una serie di effetti sull'ambiente. Pertanto, potrebbe non esserci ancora una soluzione chiara per ridurre le emissioni di metano dai laghi e mitigarne il potenziale di riscaldamento globale.

Informazioni sulla rivista: Geology

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