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livello medio
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: ODIERNO
AREA: OCEANI
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 da tempo che cosa potrebbe succedere se dovesse essere improvvisamente rilasciato dagli strati più profondi proiettandosi in atmosfera. E’ opinione che si potrebbero generare onde di pressione in grado di causare fenomeni sismici e di rilasciare enormi quantità di carbonio nella nostra atmosfera con effetti climatici importanti che andrebbero a sommarsi con il cambiamento climatico già in atto.
Il metano assume in natura molte più forme di quanto pensassimo in precedenza e gli scienziati stanno cercando di comprendere i possibili effetti causati da un loro rilascio in atmosfera. In questo caso stiamo parlando di metano allo stato solido, noto anche come idrato di metano, composto da molecole di gas metano (CH4) contenute all’interno di cristalli di acqua congelata. Gli idrati di metano si formano in presenza di basse temperature ed alte pressioni condizioni che sono presenti nelle profondità dell’oceano. Una quantità considerevole che viene stimata dal 15% al 40% del carbonio della Terra.
Perché questo metano allo stato solido è così importante?
Il metano probabilmente svolge un ruolo importante nel riciclaggio del carbonio tra la nostra atmosfera e gli esseri viventi. Se da un lato offre una potenziale importante risorsa per le crescenti necessità energetiche, dall’altro la sua emissione in atmosfera è estremamente impattante per l’effetto serra con effetti non trascurabili per l’Uomo. Una gran parte del metano è contenuta nei sedimenti profondi dell’Oceano nell’Artico e non raggiunge la superficie, fermandosi a circa 200 metri nella colonna d’acqua. In pratica il gas si dissolve nell’acqua prima ancora che possa raggiungere l’atmosfera.
Il rischio di un rilascio improvviso e massiccio potrebbe essere causato dall’esplosione di enormi bolle di metano dal fondo degli oceani. 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. Nella mappatura acustica di un’area di ricerca sono stati identificati oltre cento giganteschi crateri, ognuno dei quali largo fino a un miglio e profondi quasi 10 metri (30 piedi) distribuiti in un’area di 170 miglia quadrate. Gli scienziati hanno scoperto nell’area esplorata delle strutture geologiche che sono state chiamate pingos. Dal loro studio è emerso che sono stati generati da blocchi di idrato di metano congelati imprigionati all’interno di un reticolo di molecole d’acqua.
Come si formarono?
Durante il Pleistocene, circa 2,5 milioni di anni fa, un enorme strato di ghiaccio spesso più di un miglio (circa due chilometri) ricopriva 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 intrappolato dalla pressione della calotta di ghiaccio.
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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 idrato di metano. Quando la crosta cedette, i gas sotterranei eruttarono verso l’alto. In parole semplici lo stesso effetto che avviene all’apertura di una lattina di coca cola dopo essere stata agitata.
Uno scioglimento improvviso potrebbe quindi provocare il rilascio di metano (megaplume) nell’oceano, modificando la pressione dell’acqua nelle vicinanze. Si genererebbero delle onde di pressione che agirebbero sulle strutture geologiche causando frane, terremoti e tsunami. Una interessante teoria presentata da Ann Cook, professore associato presso la School of Earth Sciences presso la Ohio State University, alla Conferenza annuale di Astrobiologia.
secondo il NOOA le emissioni di metano (CH4) in mare stanno aumentando
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. Una serie di laghi craterici si sono già generati dallo scongelamento del permafrost, raccogliendo metano sotto i pingoes con occasionali esplosioni che generano nuovi crateri, rilasciando gas in atmosfera come nel caso del cratere Yamal. Gli scienziati del clima concordano sul fatto che lo scioglimento del permafrost amplificherà gli effetti nefasti dei gas serra rilasciati dalle attività umane.
cratere Yamal
Il rilascio di idrati di metano in maniera improvvisa e massiva sono quindi un’altra preoccupazione per il clima perché il loro naturale disgelo potrebbe rilasciare violentemente molto gas serra nell’atmosfera. È stato calcolato che circa 17 teragrammi di metano sfugge ogni anno solo dalla East Siberian Arctic Shelf, una piattaforma continentale sottomarina vasta ma poco profonda. 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. Secondo la rivista Geophysics questa incertezza deriva dal fatto che il metano congelato può assumere almeno cinque forme. Alcuni tipi sono ben noti, come il metano congelato, che si trova nelle bocche del metano attive sul fondo del mare, altri sono più sorprendenti, come quelli che si trovano nelle sabbie sottili, nei fondali marini.
i crateri giganti sul fondo del Mare di Barents furono creati quando gas di metano eruttarono circa 11.600 anni fa. Emissioni (linee verticali) che continuano a generarsi ancora oggi attorno ai crateri. Credito: Andreia Plaza Faverola / CAGE
“Non capivamo come il metano potesse muoversi in queste sabbie sottili“, ha detto Cook, ed “ora stiamo cercando di perforare queste aree per 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 anche su Marte ed 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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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).
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