Una nuova ricerca mostra quanto metano passa dall'oceano all'atmosfera ogni anno

 

Una nuova ricerca mostra quanto metano passa dall'oceano all'atmosfera ogni anno

"Sappiamo che l'oceano rilascia naturalmente metano nell'atmosfera, ma non sappiamo necessariamente quanto." (Credito: Josh Withers / Unsplash)

Una nuova ricerca utilizza la scienza dei dati per determinare la quantità di metano che dall'oceano arriva all'atmosfera ogni anno.

Per prevedere l'impatto delle emissioni umane, i ricercatori hanno bisogno di un quadro completo del ciclo del metano nell'atmosfera. Devono conoscere le dimensioni degli input, sia naturali che umani, nonché gli output. Devono anche sapere per quanto tempo il metano risiede nell'atmosfera.

I risultati, pubblicati in Nature Communications, colmare una lacuna di lunga data nella ricerca sul ciclo del metano e aiuterà gli scienziati del clima a valutare meglio l'entità delle perturbazioni umane.

Ogni tre anni, un gruppo internazionale di scienziati del clima chiamava il Progetto globale del carbonio aggiorna quello che è noto come il budget del metano. Il budget del metano riflette l'attuale stato di comprensione degli input e degli output nel ciclo globale del metano. Il suo ultimo aggiornamento è stato in 2016.

“Il budget del metano ci aiuta a collocare emissioni di metano umano nel contesto e fornisce una base su cui valutare i futuri cambiamenti ", afferma Tom Weber, assistente professore di Scienze della Terra e dell'ambiente all'Università di Rochester. "Nei bilanci passati del metano, l'oceano è stato un termine molto incerto. Sappiamo che l'oceano rilascia naturalmente metano nell'atmosfera, ma non sappiamo necessariamente quanto. "

Sommando il budget del metano

Nel bilancio del metano, se un termine è incerto, aggiunge incertezza a tutti gli altri termini e limita la capacità dei ricercatori di prevedere come il sistema globale di metano potrebbe cambiare. Per tale motivo, elaborare una stima più accurata delle emissioni oceaniche di metano è stato un obiettivo importante della ricerca sul ciclo del metano per molti anni.

Ma, dice Weber, "non è facile". Poiché l'oceano è così vasto, solo piccole porzioni di esso sono state campionate per il metano, il che significa che i dati sono scarsi.

Per superare questa limitazione, Weber e Nicola Wiseman, studente laureato presso l'Università della California, Irvine, hanno raccolto tutti i dati disponibili sul metano dall'oceano e li hanno inseriti in modelli di apprendimento automatico, algoritmi informatici progettati per il riconoscimento di schemi. Questi modelli sono stati in grado di riconoscere modelli sistematici nei dati sul metano, consentendo ai ricercatori di prevedere quali potrebbero essere le emissioni, anche nelle regioni in cui non sono state fatte osservazioni dirette.

"Il nostro approccio ci ha permesso di definire il tasso di emissione globale degli oceani in modo molto più preciso che mai", afferma Weber.

La versione più recente del budget per il metano sarà rilasciata entro la fine dell'anno e incorpora i risultati del documento di Weber, offrendo ai ricercatori una migliore comprensione di come il metano scorre attraverso il sistema terrestre.

Acque poco profonde e fitoplancton

Oltre a contribuire a una migliore comprensione del budget globale del metano, la ricerca ha prodotto altri due risultati interessanti:

Innanzitutto, le acque costiere molto basse contribuiscono per circa il 50% delle emissioni totali di metano dall'oceano, nonostante costituiscano solo il 5% dell'area oceanica. Questo perché il metano può fuoriuscire dai serbatoi di gas naturale lungo i margini continentali e può esserlo prodotto biologicamente in sedimenti anossici (impoveriti di ossigeno) sul fondo del mare.

Nelle acque profonde è probabile che il metano si ossidi mentre percorre il suo lungo percorso dal fondo marino all'atmosfera. Ma in acque poco profonde, c'è una via rapida per l'atmosfera e il metano fugge prima che venga ossidato. Weber sta collaborando con John Kessler, un professore di scienze della Terra e dell'ambiente presso l'Università di Rochester, per risolvere le restanti incertezze sulle emissioni di metano costiere conducendo crociere di ricerca e sviluppando ulteriormente modelli di apprendimento automatico.

In secondo luogo, il metano presenta uno schema spaziale molto simile a quello dell'abbondanza del fitoplancton, che supporta una controversa ipotesi recente secondo cui il plancton produce metano nell'oceano di superficie. In precedenza, gli scienziati credevano che il metano potesse essere prodotto solo nelle condizioni anossiche trovate sul fondo dell'oceano. "Le prove si stanno gradualmente accumulando per rovesciare quel paradigma e il nostro documento aggiunge un pezzo importante", afferma Weber.

Ogni fonte naturale di metano è probabilmente sensibile anche ai cambiamenti climatici ed è importante che i ricercatori abbiano una base di riferimento accurata.

"Ci sono una serie di ragioni per credere che l'oceano potrebbe diventare una fonte più grande di metano in futuro, ma se non avremo una buona stima di quanto emette in questo momento, non saremo mai in grado di identificare quei futuri cambiamenti" Dice Weber.

Wiseman è un ex ricercatore universitario presso l'Università di Rochester. Lei e Weber hanno lavorato con Annette Kock presso il GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research in Germania.

Fonte: Università di Rochester

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