Τα νερά της Αρκτικής αντί να απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα το εκπέμπουν πλέον στην ατμόσφαιρα

Υπολογίζεται ότι τα κρύα νερά της Αρκτικής απορροφούν έως και 180 εκατομμύρια τόνους άνθρακα ετησίως ποσότητα τρεις φορές μεγαλύτερη από αυτή που εκπέμπει η πόλη της Νέας Υόρκης ετησίως. Έτσι τα νερά της Αρκτικής αποτελούν μια από τις πιο σημαντικές… καταβόθρες άνθρακα της Γης.

Όμως πρόσφατα ευρήματα δείχνουν ότι η απόψυξη του μόνιμου παγετού και της πλούσιας σε άνθρακα απορροής από τον ποταμό Μακένζι του Καναδά προκαλεί μια γεωατμοσφαιρική διεργασία που υποχρεώνει τα ύδατα της Αρκτικής και ειδικά τον Αρκτικό Ωκεανό να εκπέμπει μεγαλύτερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα από αυτές που απορροφά.

Όπως αναφέρει η NASA οι επιστήμονες κάνουν προσομοιώσεις με τελευταίας γενιάς υπολογιστικά συστήματα για να μελετήσουν ποτάμια όπως το Μακένζι που ρέει σε μια περιοχή του Αρκτικού Ωκεανού που ονομάζεται Θάλασσα Μποφόρ. Όπως πολλά μέρη της Αρκτικής, ο ποταμός Μακένζι και το δέλτα του έχουν αντιμετωπίσει σημαντικά υψηλότερες θερμοκρασίες τα τελευταία χρόνια σε όλες τις εποχές, οδηγώντας σε περισσότερη τήξη και απόψυξη των υδάτινων οδών και των τοπίων.

Σε αυτήν την ελώδη γωνιά των βορειοδυτικών εδαφών του Καναδά το δεύτερο μεγαλύτερο ποτάμιο σύστημα της ηπείρου τελειώνει ένα ταξίδι χιλιάδων μιλίων που ξεκινά κοντά στην περιοχή Αλμπέρτα. Στην πορεία ο ποταμός λειτουργεί ως ιμάντας μεταφοράς για μεταλλικά θρεπτικά συστατικά καθώς και οργανική και ανόργανη ύλη. Αυτό το υλικό αποστραγγίζεται στη Θάλασσα Μποφόρ ως σούπα διαλυμένου άνθρακα και ιζήματος. Μέρος του άνθρακα τελικά απελευθερώνεται, ή υπεραερίου, στην ατμόσφαιρα με φυσικές διεργασίες.

Οι επιστήμονες έχουν σκεφτεί τη Θάλασσα Μποφόρ ως μια αδύναμη έως μέτρια καταβόθρα διοξειδίου του άνθρακα που σημαίνει ότι απορροφά περισσότερο αέριο θερμοκηπίου από ό,τι απελευθερώνει. Ωστόσο, υπήρξε μεγάλη αβεβαιότητα λόγω έλλειψης δεδομένων από την απομακρυσμένη περιοχή.

Το μοντέλο

Για να καλύψει αυτό το κενό, η ομάδα μελέτης προσάρμοσε ένα παγκόσμιο βιογεωχημικό μοντέλο ωκεανού που ονομάζεται ECCO-Darwin, το οποίο αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA και στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, το περίφημο MIT. Το μοντέλο αφομοιώνει σχεδόν όλες τις διαθέσιμες παρατηρήσεις των ωκεανών που συλλέγονται για περισσότερες από δύο δεκαετίες από θαλάσσια και δορυφορικά όργανα (παρατηρήσεις στάθμης της θάλασσας από τα υψόμετρα της σειράς Jason, για παράδειγμα, και πίεση βυθού ωκεανού από τις αποστολές GRACE και GRACE Follow-On )

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το μοντέλο για να προσομοιώσουν την απόρριψη γλυκού νερού και των στοιχείων και των ενώσεων που μεταφέρει – συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα, του αζώτου και του πυριτίου – για σχεδόν 20 χρόνια (από το 2000 έως το 2019).

Ερευνητική ομάδα από τη Γαλλία, τις ΗΠΑ και τον Καναδά, διαπίστωσαν ότι οι διεργασίες στον ποταμό πυροδοτούσαν τόσο έντονη εκροή αερίων στη νοτιοανατολική Θάλασσα Μποφόρ που ανέτρεψε το ισοζύγιο άνθρακα, οδηγώντας σε καθαρή έκλυση διοξειδίου του άνθρακα 0,13 εκατομμυρίων  τόνων ετησίως, περίπου ισοδύναμο στις ετήσιες εκπομπές από 28.000 βενζινοκίνητα αυτοκίνητα. Η απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα διέφερε μεταξύ των εποχών, και ήταν πιο έντονη τους θερμότερους μήνες όταν η εκκένωση του ποταμού ήταν υψηλή και υπήρχε λιγότερος θαλάσσιος πάγος για να καλύψει και να παγιδεύσει το αέριο.

Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει για δεκαετίες πώς ο άνθρακας κάνει κύκλους μεταξύ του ανοιχτού ωκεανού και της ατμόσφαιρας, μια διαδικασία που ονομάζεται ροή διοξειδίου του άνθρακα αέρα-θαλάσσης. Ωστόσο το αρχείο παρατήρησης είναι αραιό κατά μήκος των παράκτιων παρυφών της Αρκτικής όπου το έδαφος, ο θαλάσσιος πάγος και οι μεγάλες πολικές νύχτες μπορούν να κάνουν τη μακροπρόθεσμη παρακολούθηση και τα πειράματα δύσκολα.

«Με το μοντέλο μας, προσπαθούμε να διερευνήσουμε την πραγματική συμβολή των παράκτιων περιφερειών και των ποταμών στον κύκλο του άνθρακα της Αρκτικής», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Κλεμέντ Μπερτάν επιστήμονας στο Littoral Environnement et Sociétés στη Γαλλία.

Τέτοιες ιδέες είναι κρίσιμες επειδή περίπου η μισή έκταση του Αρκτικού Ωκεανού αποτελείται από παράκτια ύδατα, όπου η γη συναντά τη θάλασσα σε μια περίπλοκη διασύνδεση μεταξύ τους. Και ενώ η μελέτη επικεντρώθηκε σε μια συγκεκριμένη γωνιά του Αρκτικού Ωκεανού, μπορεί να βοηθήσει στην αφήγηση μιας μεγαλύτερης ιστορίας περιβαλλοντικής αλλαγής που εκτυλίσσεται στην περιοχή.

Από τη δεκαετία του 1970, η Αρκτική έχει θερμανθεί τουλάχιστον τρεις φορές πιο γρήγορα από οπουδήποτε αλλού στη Γη επηρεάζοντας τα νερά και τα οικοσυστήματά της. Μερικές από αυτές τις αλλαγές προάγουν περισσότερη εκροή διοξειδίου του άνθρακα στην περιοχή ενώ άλλες οδηγούν στην απορρόφηση περισσότερου διοξειδίου του άνθρακα.

Για παράδειγμα, με την απόψυξη των αρκτικών εδαφών και το λιώσιμο του χιονιού και των πάγων, τα ποτάμια ρέουν πιο ζωηρά και διοχετεύουν περισσότερη οργανική ύλη από τον μόνιμο παγετό και τις περιοχές με τύρφη στον ωκεανό. Από την άλλη πλευρά, το μικροσκοπικό φυτοπλαγκτόν που επιπλέει κοντά στην επιφάνεια του ωκεανού εκμεταλλεύεται όλο και περισσότερο τη συρρίκνωση του θαλάσσιου πάγου για να ανθίσει στα νέα ανοιχτά νερά και το ηλιακό φως. Αυτοί οι φυτικοί θαλάσσιοι οργανισμοί συλλαμβάνουν και απορροφούν το ατμοσφαιρικό CO2 κατά τη φωτοσύνθεση. Το μοντέλο ECCO-Darwin χρησιμοποιείται για τη μελέτη αυτών των ανθοφοριών και των δεσμών μεταξύ πάγου και ζωής στην Αρκτική.

Οι επιστήμονες παρακολουθούν αυτές τις μεγάλες και φαινομενικά μικρές αλλαγές στην Αρκτική και πέρα ​​από αυτήν, επειδή τα ωκεάνια μας ύδατα παραμένουν ένα κρίσιμο προστατευτικό όριο έναντι του μεταβαλλόμενου κλίματος, απομονώνοντας έως και το 48% του άνθρακα που παράγεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.