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Un mare di metano allo stato solido sotto la superficie degli oceani potrebbe rilasciare un’enorme quantità di gas serra

livello elementare
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: ODIERNO
AREA: NA
parole chiave: pingoes, idrati di metano

 

Centinaia di crateri punteggiano un’area di 170 miglia quadrate (440 chilometri quadrati) nel Mare di Barents. Più di 100 di questi sono più di un km di larghezza. Credito: K. Andreassen / CAGE

C’è un enorme quantitativo di metano ghiacciato sotto la superficie dei nostri oceani. Gli oceanografi si domandano che cosa potrebbe succedere se dovesse essere improvvisamente rilasciato dagli strati più profondi. Forse tsunami, frane o il rilascio di enormi quantità di carbonio nella nostra atmosfera con effetti climatici travolgenti.

La verità è che non sappiamo quali effetti potrebbero esserci
Di fatto il metano sul nostro pianeta assume molte più forme di quanto pensassimo in precedenza, e stiamo solo ora iniziando a riconoscere alcuni di loro a causa delle trasformazioni climatiche in atto. Parliamo di metano allo stato solido, noto anche come idrato di metano, composto da molecole di gas metano all’interno di cristalli di acqua congelata. Questi idrati di metano si formano in presenza di basse temperature ed alte pressioni nelle profondità dell’oceano. Gli scienziati ritengono che contengano dal 15% al 40% del carbonio della Terra.

Perché questo metano allo stato solido è così importante?
Sembrerebbe che il metano congelato immagazzini gran parte del carbonio del nostro pianeta, probabilmente svolgendo un ruolo importante nel riciclaggio del carbonio tra la nostra atmosfera e gli esseri viventi. Se da un lato potrebbe essere una potenziale risorsa di energia dall’altro potrebbe provocare dei rischi non trascurabili per l’Uomo. È noto che le bolle di metano contenute nei sedimenti sotto l’Oceano nell’Artico, non raggiungono la superficie, di fatto fermandosi a circa 200 metri nella colonna d’acqua sopra il fondo dell’oceano. Il gas si dissolve nell’acqua prima ancora che possa raggiungere l’atmosfera.

Ma esplosioni di metano potrebbero avere comportamenti molto diversi con conseguenze ancora da comprendere. Una ricerca effettuata dalla nave da ricerca Helmer Hanssen nel Mare di Barents, al largo della costa settentrionale della Norvegia, ha mostrato un fenomeno decisamente particolare. I ricercatori hanno raccolto campioni di sedimenti del fondo marino e mappato acusticamente il fondo oceanico ed hanno scoperto oltre 100 giganteschi crateri, ognuno dei quali largo fino a un miglio e profondi quasi 10 metri (30 piedi), in un’area di 170 miglia quadrate. Gli scienziati hanno anche scoperto molti tumuli, strutture sommerse un tempo non conosciute, che sono state chiamate pingos. Questi pingos sono blocchi di metano idrato congelati all’interno di un reticolo di molecole d’acqua.


Come si formarono?

Durante il gelido Pleistocene, che iniziò 2,5 milioni di anni fa, un enorme strato di ghiaccio spesso più di un miglio (2 chilometri) copriva il Mare di Barents. Quando incominciò a sciogliersi, incominciò a scorrere e raschiare il fondo marino, alterando le pressioni sui depositi profondi di gas al di sotto dei fondali del mare. Il gas, principalmente metano, si spostò verso l’alto in sedimenti più bassi, stabilizzandosi a circa 440 metri sotto il sottosuolo, sotto forma di idrato di metano, bloccato dalla pressione della calotta di ghiaccio. Circa 17.000 anni fa, con il ritiro dei ghiacci, la diminuzione della pressione comportò il rigonfiamento delle sacche più profonde che migrarono verso l’alto, creando dei pingos costituiti da uno strato sottile e concentrato di metano idrato sotto forte pressione dal gas sottostante. Quando alla fine la crosta di metano-idrato cedette, i gas sotterranei eruttarono verso l’alto come farebbe una lattina di coca cola dopo essere stata agitata.

Uno scioglimento improvviso può provocare il rilascio di metano (megaplume) nell’oceano modificando la pressione dell’acqua nelle vicinanze. Onde di pressione che possono agire sulle strutture geologiche e potrebbero causare pericolose frane e tsunami, come ha recentemente detto Ann Cook, professore associato presso la School of Earth Sciences presso la Ohio State University, alla Conferenza annuale di Astrobiologia.

Oggigiorno il permafrost della tundra siberiana si sta disgelando e il materiale organico ha iniziato a decomporsi. Questa decomposizione rilascia anidride carbonica, metano e protossido di azoto, tutti potenti gas serra. Gli scienziati del clima concordano sul fatto che lo scioglimento del permafrost amplificherà gli effetti dei gas serra rilasciati dalle attività umane, che potrebbero peggiorare la quantità di riscaldamento che il pianeta sperimenta. Una serie di laghi craterici – alcuni minuscoli, altri grandi e profondi – sono stati causati da quello che è stato visto come lo scongelamento del permafrost che porta alla raccolta del metano sotto i pingos e ad una successiva esplosione che genera crateri e rilascia gas come nel caso del cratere Yamal.

cratere Yamal

Il rilascio di idrati di metano in maniera improvvisa e massiva sono quindi un’altra preoccupazione per il clima perché il loro disgelo potrebbe rilasciare violentemente molto gas serra nell’atmosfera. Ann Cook ritiene che dobbiamo cercare di capire quanto idrato di metano c’è sulla Terra e come potrebbe interagire con l’oceano e l’atmosfera. E’ stato calcolato che circa 17 teragrammi di metano sfugge ogni anno solo da una piattaforma sottomarina ampia e poco profonda, la East Siberian Arctic Shelf. Una quantità enorme se si pensa che un teragramma è pari a circa 1,1 milioni di tonnellate.

Gli scienziati non sono però d’accordo su quanto idrato di metano si nasconda sotto l’oceano. Molti dicono che il metano congelato possa contenere 2.000 giga tonnellate di carbonio, mentre altri ritengono che la quantità sia decisamente maggiore, tra i 5.000 e 10.000 giga tonnellate sotto l’oceano. L’incertezza deriva dal fatto che il metano congelato può assumere almeno cinque forme, secondo la rivista Geophysics. Alcuni tipi sono ben noti, come il metano congelato che si trova nelle bocche del metano attive sul fondo del mare. Altri tipi sono più sorprendenti, come quelli che si trovano nelle sabbie sottili, nei fondali marini.

Crateri giganti sul fondo del Mare di Barents furono creati quando i gas metano eruttarono circa 11.600 anni fa. Oggi, emissioni (linee verticali) continuano a generarsi attorno ai crateri. Credito: Andreia Plaza Faverola / CAGE

Non capivamo come il metano potesse muoversi in queste sabbie sottili“, ha detto Cook, ed ora sperano di perforare queste aree e raccogliere nuovi campioni. Questa ricerca non è fine a se stessa ma apre nuove ipotesi su potenziali fonti di metano anche su altri pianeti. Proprio la scorsa settimana, una misurazione di un’emissione di metano relativamente alta è stata misurata su Marte. Il rover Curiosity la sta investigando.

Il primo rilevamento definitivo di sostanze chimiche organiche marziane nel materiale sulla superficie di Marte proviene dall’analisi del rover Curiosity Mars della NASA di polvere campione proveniente da questo oggetto di pietra fangosa, “Cumberland”. Credito immagine: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Conoscere quindi l’estensione dei depositi di idrato di metano ed il loro comportamento apre nuove frontiere per il futuro, e non solo per gli aspetti economici ma anche climatologici e dell’esplorazione di altri pianeti.

 

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