Il ghiacciaio si muove e frantuma le rocce su cui scorre. Se quelle rocce contengono metano intrappolato, il movimento può liberarlo, e l’acqua che scorre alla base del ghiaccio lo trasporta verso valle, fino ai fiumi che nascono dalla fusione. Alle Svalbard questo processo può portare il gas a concentrazioni fino a 425 volte superiori a quelle in equilibrio con l’atmosfera. Lo dimostra uno studio pubblicato su Nature Communications, basato su 148 campioni raccolti in 19 fiumi alimentati da altrettanti ghiacciai dell’arcipelago artico.
Il metano individuato nei campioni non è quasi mai prodotto da microrganismi si forma nel sottosuolo quando la materia organica sepolta nelle rocce viene trasformata da alta temperatura e alta pressione, un processo che nella zona interessa soprattutto le formazioni ricche di scisti bituminosi presenti sotto alcuni ghiacciai. Per distinguerlo dal metano di origine biologica, i ricercatori hanno confrontato la composizione degli isotopi del carbonio, varianti dello stesso elemento che si comportano in modo leggermente diverso a seconda dell’origine del gas, insieme ad altri idrocarburi presenti nei campioni. Solo tre dei 19 fiumi, nel punto in cui escono dal ghiacciaio, mostravano una firma prevalentemente biologica.
Il ruolo delle rocce e dell’acqua alla base
Nei 19 fiumi analizzati alla fronte dei ghiacciai, il punto dove il ghiaccio termina, le concentrazioni di metano variavano da 9 a 1700 nanomoli per litro, con una media di 244. Il tipo di roccia sotto il ghiacciaio spiega da solo oltre la metà della variabilità osservata nei diversi siti. Se a questo dato si aggiunge la quantità di ghiaccio che alla base si trova già alla temperatura di fusione, condizione che permette all’acqua di scorrere e circolare, mentre il ghiaccio più freddo resta bloccato al terreno, la capacità di spiegare le differenze tra un ghiacciaio e l’altro sale al 75%.
Il fenomeno si accentua quando sotto il ghiacciaio si forma una rete di canali attraverso cui l’acqua scorre in modo più attivo. I tre fiumi con le concentrazioni più alte (Penckbreen, Vallåkrabreen e Bakaninbreen) provengono da ghiacciai che hanno avuto di recente fasi di avanzata improvvisa, chiamate surge. In questi episodi la pressione dell’acqua alla base aumenta bruscamente, e questo sembra favorire la liberazione e il trasporto del metano accumulato nelle rocce sottostanti.
Sull’intero arcipelago, i ricercatori stimano che i ghiacciai rilascino ogni anno tra circa 180 e 380 tonnellate di metano, un dato considerato per difetto perché parte del gas può disperdersi prima di essere misurato, e perché le rilevazioni non catturano necessariamente il metano accumulato durante l’inverno.
Il gas continua ad arrivare anche dopo la fine del ghiacciaio
In più di due terzi dei fiumi studiati (68%), la concentrazione più alta di metano non si registra alla fronte del ghiacciaio ma più a valle. Per i ricercatori questo indica un contributo ulteriore delle acque sotterranee, che scorrendo attraverso il permafrost, cioè il terreno che resta ghiacciato tutto l’anno, possono intercettare e trasportare altro metano.
Questo equilibrio potrebbe cambiare mano a mano che i ghiacciai si ritirano. Nelle prime fasi del ritiro, più acqua alla base tende a favorire la liberazione del gas. Ma quando il ghiaccio si assottiglia ulteriormente, alcuni ghiacciai possono raffreddarsi fino a saldarsi al terreno sottostante, bloccando la circolazione dell’acqua: in quel caso il trasporto di metano dalle rocce diminuirebbe, mentre il ruolo delle acque sotterranee potrebbe diventare più rilevante.
Lo studio mette quindi in evidenza una fonte di metano artico finora poco considerata, legata a quanto gas può essere rilasciato dal sottosuolo quando il ghiaccio cambia e l’acqua comincia a circolare alla base dei ghiacciai. Le Svalbard, spiegano gli autori, sono un caso particolarmente evidente perché molti dei loro ghiacciai poggiano su rocce ricche di materia organica, ma lo stesso meccanismo, aggiungono, potrebbe valere anche in altre regioni glaciali con una geologia simile.