Uno studio dimostra che le emissioni di metano dalle zone umide aumentano significativamente alle alte latitudini.

15 febbraio 2024

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a cura di Julie Bobyock, Lawrence Berkeley National Laboratory

Le zone umide sono la più grande fonte naturale di metano sulla Terra, un potente gas serra che è circa 30 volte più potente dell'anidride carbonica nel riscaldamento dell'atmosfera. Un team di ricerca del Lawrence Berkeley National Laboratory del Department of Energy ha analizzato i dati sulle emissioni di metano dalle zone umide in tutto il territorio boreale-artico e ha scoperto che queste emissioni sono aumentate di circa il 9% dal 2002.

La produzione di bestiame e di combustibili fossili è stata ampiamente studiata per il loro ruolo nell'emissione di tonnellate di metano all'anno nell'atmosfera. Sebbene meno certo, quantificare le emissioni naturali delle zone umide è importante per prevedere i cambiamenti climatici.

Gli scienziati prevedono che le emissioni di metano dalle zone umide stiano aumentando perché le temperature negli ecosistemi boreali e artici stanno aumentando a circa quattro volte il tasso medio globale, ma è difficile dire di quanto perché il monitoraggio delle emissioni in questi ambienti vasti e spesso paludosi è stato finora così difficile.

"Gli ambienti boreali e artici sono ricchi di carbonio e vulnerabili al riscaldamento", spiega Qing Zhu, ricercatore del Berkeley Lab e autore principale insieme alla ricercatrice postdottorato del Berkeley Lab Kunxiaojia Yuan, di uno studio che ha analizzato i dati raccolti da diversi metodi di monitoraggio avanzati per trovare l'aumento delle emissioni del 9% negli ultimi due decenni.

Un articolo pubblicato su Nature Climate Change questa settimana descrive il loro approccio.

"Le temperature in aumento aumentano l'attività microbica e la crescita delle piante", continua Zhu, "che sono associate alle emissioni di gas come il metano. Comprendendo come le fonti naturali di metano stanno cambiando, possiamo monitorare in modo più accurato i gas serra che informano gli scienziati sullo stato attuale e futuro dei cambiamenti climatici".

Nonostante il fatto che il metano rimanga nell'atmosfera per molto meno tempo rispetto all'anidride carbonica - 10 anni contro 300 anni - la sua struttura molecolare lo rende 30 volte più capace di riscaldare l'atmosfera rispetto al CO2.

Temperature più elevate non solo aumentano l'attività microbica dei microrganismi responsabili della liberazione di metano presenti nei terreni saturi, ma aumentano anche l'area dei terreni paludosi in cui questi microrganismi prosperano a causa del disgelo dei terreni ghiacciati e di una maggiore precipitazione sotto forma di pioggia invece di neve. Ecco perché gli scienziati si aspettano che le emissioni di metano siano aumentate in queste regioni di alte latitudini ed è urgente quantificarle in modo più accurato.

Il modo più comune per misurare il rilascio di gas serra è intrappolare i gas emessi dai terreni in una camera fissa, permettendo loro di accumularsi per un determinato periodo di tempo. Un altro metodo, le torri di covarianza delle microperturbazioni di diversi metri di altezza, misurano continuamente lo scambio di gas serra tra terreni, piante e atmosfera su vaste estensioni di un ecosistema e spesso in luoghi difficili da raggiungere come le zone umide.

Il team di ricerca del Berkeley Lab ha combinato i dati acquisiti utilizzando entrambi i metodi per analizzare oltre 307 anni totali di dati sulle emissioni di metano in siti di zone umide nella regione boreale-artica, creando una migliore immagine dei fattori che influenzano le emissioni su centinaia di acri di terra e su periodi che vanno dai minuti alle decadi.

Il team di ricerca ha scoperto che dal 2002 al 2021, le zone umide in queste regioni hanno rilasciato una media di 20 teragrammi di metano all'anno, ovvero quanto il peso di circa 55 edifici Empire State. Hanno anche scoperto che le emissioni sono aumentate di circa il 9% dal 2002.

Inoltre, i ricercatori hanno analizzato due aree "calde" nelle regioni artiche e boreali, che presentano emissioni di metano significativamente più alte per area rispetto agli ambienti circostanti. Hanno scoperto che circa la metà delle emissioni annuali medie proveniva da queste aree, il che aiuta a informare e indirizzare gli sforzi di mitigazione e le future misurazioni.

I ricercatori hanno anche studiato i fattori ambientali che spiegano le maggiori emissioni di metano, individuando due principali fattori: la temperatura e la produttività delle piante.

Temperature più elevate aumentano l'attività microbica; quando le temperature aumentano, che sia in media a causa dei cambiamenti climatici o in alcuni anni particolari a causa della variabilità climatica, viene rilasciato più metano nel processo. Il team ha scoperto che la temperatura era il controllo dominante delle emissioni delle zone umide e della loro variabilità negli ecosistemi boreali-artici.

This can lead to climate feedback, where methane emissions from increased microbial activity increase atmospheric temperatures, leading back to more methane emissions, and so on.

Higher plant productivity increases the amount of carbon in the soil, which fuels methane-producing microbes. The researchers found that when plants were more productive and active, releasing substrates that help microbes to thrive, wetland methane emissions increased.

The team also identified that the year with the highest wetland methane emissions, 2016, was also the warmest year in the high latitudes since 1950.

Because methane has a fairly short lifetime in the atmosphere, it can be reduced and removed relatively quickly,' Zhu explains. 'By providing a more accurate understanding of the role wetlands play in the global climate system and how and at what pace their methane emissions have increased, this research can offer a scientific baseline to help understand and address climate change.'

Journal information: Nature Climate Change

Provided by Lawrence Berkeley National Laboratory