Sotto il permafrost artico un ecosistema più complesso del previsto

Secondo uno studio internazionale l’impatto diretto dello scioglimento del permafrost sul clima sarebbe regolato da intricati equilibri biologici. Con dinamiche microbiche più complesse del previsto

di Matteo Cavallito

Il disgelo del permafrost artico, come noto, produce una riattivazione dei microrganismi del suolo con conseguente rilascio di carbonio. Questo processo, tuttavia, segue dinamiche molto più complesse del previsto, con importanti implicazioni per i modelli di previsione del cambiamento climatico. Lo suggerisce uno studio condotto da un’équipe internazionale di scienziati coordinati dai ricercatori della Queen Mary University di Londra.

La ricerca, pubblicata sulla rivista mSystems, sostiene in particolare che il rilascio di gas serra dai terreni artici non dipenda soltanto dal riscaldamento in sé ma anche dal tipo di microorganismi coinvolti, dai tempi e dalle funzioni metaboliche che si manifestano. L’aumento delle temperature, in altre parole, non attiverebbe rapidamente e in modo uniforme l’intera biomassa microbica intrappolata nei suoli ghiacciati, producendo, invece, un risveglio biologico selettivo, graduale e regolato da diverse interazioni ecologiche.

Cosa accade sotto il ghiaccio

“Il riscaldamento climatico minaccia il permafrost artico con cicli stagionali di congelamento e scongelamento”, spiega lo studio, un fenomeno dal forte impatto sul clima. Quando questi terreni, che custodiscono enormi quantità di carbonio accumulato nel corso di migliaia di anni, si scongelano, infatti, i microbi che li abitano possono tornare attivi e decomporre la materia organica, liberando anidride carbonica e metano.

“I microrganismi del suolo artico regolano le riserve di carbonio e gli scambi di gas serra con l’atmosfera”, prosegue la ricerca, “tuttavia le loro precise dinamiche stagionali di crescita e dormienza, e le risposte allo scongelamento del permafrost, non sono ancora ben comprese”.

Nato con l’obiettivo di chiarire come le comunità microbiche dei suoli artici reagiscano allo scioglimento stagionale del ghiaccio, lo studio puntava quindi a individuare dati precisi sulla velocità, sulle modalità e sulla successione temporale di questi processi biologici. Aspetti essenziali, questi ultimi, per capire quanto carbonio potrà essere effettivamente trasformato in gas serra in un Artico sempre più caldo.

Due fasi di attività microbica nel permafrost

Per analizzare queste dinamiche, i ricercatori hanno utilizzato campioni di suolo provenienti dalle isole Svalbard, nell’arcipelago artico situato tra la Norvegia continentale e il Polo Nord, sottoponendoli a un processo di disgelo controllato in laboratorio. Qui, osserva una nota della Queen Mary University, “L’analisi isotopica stabile basata sul DNA ha permesso al team di tracciare simultaneamente la crescita di centinaia di taxa microbici”. La tecnica ha permesso di tracciare direttamente la crescita dei microorganismi distinguendo quelli effettivamente attivi da quelli rimasti dormienti.

I risultati hanno mostrato in particolare l’esistenza di due gruppi di microbi: una comunità ribattezzata “early”, attiva dopo 21 giorni di disgelo, e una “late”, sviluppatasi invece dopo 98 giorni. Tra i gruppi microbici più attivi figurano Acidobacteriota, Actinobacteriota, Bacteroidota e Proteobacteria.

Lo studio, inoltre, ha scoperto un aspetto rilevante che riguarda il metano: nonostante le sue concentrazioni siano rimaste basse nei microcosmi sperimentali, infatti, i ricercatori hanno rilevato una crescita di batteri aerobici in grado di ossidare il composto stesso. E non è tutto: il risultato più sorprendente, infatti, è che circa metà delle specie microbiche identificate non ha mostrato alcuna crescita durante l’intero esperimento. Un indizio di come i suoli artici conservino tuttora vasti serbatoi di microorganismi dormienti.

Impatti climatici più graduali e complessi

Le implicazioni dello studio sono particolarmente rilevanti sul fronte climatico. La ricerca suggerisce infatti che il disgelo potrebbe generare emissioni meno immediate e meno uniformi di quanto generalmente ipotizzato. Il che, ovviamente, non significa che lo scioglimento del permafrost, fenomeno che interessa il 28% circa della superficie totale nelle regioni settentrionali del Pianeta, non continuerà a costituire una minaccia.

Proprio in queste stesse aree, ricorda lo studio, lo stesso scongelamento del suolo sottostante ha già fatto aumentare lo spessore medio dello strato attivo di terreno di 0,11 centimetri all’anno tra il 2003 e il 2020.

“Anche in scenari emissivi ottimistici”, sottolinea quindi la ricerca, “il volume globale del suolo nello strato attivo è destinato ad aumentare significativamente con il disgelo del permafrost artico, causando la trasformazione stagionale di una quantità sostanziale di carbonio del permafrost”. Per tenere sotto controllo questi fenomeni, però, sarà necessario costruire modelli predittivi capaci di considerare variabili diverse. Poiché a determinare il futuro climatico dell’Artico non sarà solo l’incremento delle temperature ma anche l’equilibrio del complesso ecosistema che si sviluppa sotto la superficie.