Bob Patterson (Alaska and Washington) – Arctic sunset with polar bear

Riscaldamento globale del pianeta, due parole su metano e ghiacciai (1)

di Vincenzo Rampolla

Se l’anidride carbonica è il gas serra più discusso, il metano non è da meno: è il peggiore.

Si stima che circa il 25% del riscaldamento globale osservato dall'inizio della rivoluzione industriale sia dovuto all'aumento della sua concentrazione nell'atmosfera. Da una recente analisi su Science realizzata da ricercatori dell’Università di Boulder (Colorado), il settore delle estrazioni ne disperde in atmosfera 13 Mt l'anno, il 60% in più di quelle stimate dalla Agenzia Usa per la Protezione dell'Ambiente. La maggior parte delle emissioni è causata da perdite negli impianti e nei macchinari difettosi, oltre alla produzione e al trasporto di gas naturale, petrolio, carbone e alle emissioni dovute all'allevamento e alla risicoltura. L'impatto sul clima di questi problemi tecnici è pari a quello provocato in un anno dalle emissioni di CO₂ di tutti gli impianti a carbone negli Usa.

Lo studio si è basato su oltre 400 rilevazioni in 6 diversi impianti di estrazione e produzione di petrolio. Il metano, in termini di riscaldamento dell'atmosfera è 80 volte superiore alla CO₂ nei primi 20 anni dopo l'emissione e le emissioni industriali negli ultimi due decenni avrebbero azzerato i benefici sul clima portati dalla conversione a metano degli impianti a carbone nello stesso periodo. Anche riducendo drasticamente le emissioni di metano, resta un fatto: il riscaldamento globale nasce dalle perdite di CH₄ da fonti naturali come lo scongelamento del permafrost e i gas idrati del fondo marino. Ghiacciato, privo di ossigeno e al buio, il permafrost è lo strato gelato di terreno a base di biomassa vegetale stratificatosi nel tempo alle alte latitudini, perennemente ghiacciato in profondità e liquefatto negli scioglimenti stagionali. In circostanze normali, gli strati superficiali di permafrost profondi circa 50 cm si sciolgono ogni estate.

È l’ambiente ideale per conservare batteri e virus per milioni di anni. Man mano che la Terra si riscalda, più permafrost si scioglierà. Sebbene le nostre emissioni di metano siano molto inferiori alle emissioni di CO₂ (circa 15%) è un gas serra molto più potente, fino a 25 volte più efficiente nell'intrappolare il calore, con effetti che si manifestano a breve termine. La crescita continua di CH₄, al di sopra delle previsioni presenta picchi eccezionali non giustificati dalle quantità emesse dall’uomo. L'inarrestabile aumento delle temperature sta risvegliando il CH₄ da un lungo letargo che per migliaia di anni è rimasto congelato nel permafrost. Il riscaldamento globale alle alte latitudini nell'emisfero nord inizia a scongelare parte del permafrost e porta alla comparsa di profondi crateri in Siberia. Quanto e quando si parla di questi fenomeni?

Quando bolle di gas emergono improvvisamente in superficie, attraverso fessure e squarci nel permafrost in fase di disgelo, la fuga di metano è un fenomeno al di fuori del controllo umano e destinato a essere sempre più frequente. In precedenti articoli si è parlato di metano idrato, delle condizioni di pressione e temperatura che ne consentono l'esistenza e dell’estrazione congiunta avviata da Cina e Giappone nei loro mari. Questa miscela di gas, rimane congelata e ha origine dalla decomposizione delle diverse specie viventi nei fondi marini combinate con l'acqua salata in prossimità del suo punto di congelamento. La sua estrazione porterebbe a grandi emissioni di metano in forma gassosa, inaccettabili con i programmi di ridurre la sua presenza nell'atmosfera.

Dall’Archivio online di Scienze biorxiv del 7 gennaio 2020 emergono i risultati di una ricerca Usa attivata nel 2015 che ha analizzato il contenuto microbico delle carote di ghiaccio estratte nel nord-ovest dell’altopiano del Tibet. I ricercatori hanno prelevato due campioni a 50 m di profondità. L’analisi microbiologica ha identificato 33 gruppi di virus, dei quali 28 ignoti e di origine remota, ripercorrendo 15 anni di storia climatica dell’area. Il rischio è che dai grandi ghiacciai himalayani si liberino i batteri intrappolati nelle ere. Il biologo francese Jean-Michel Claverie, docente di Genomica e Bioinformatica all’Università di Aix-Marseille, sottolinea che: Un latente pericolo emerge nelle regioni più settentrionali del Pianeta, finora disabitate con il disgelo sono sempre più interessate a ricerche minerarie di petrolio e terre rare. Scavando possono riportare in superficie non solo i minerali, ma anche le malattie sepolte. I virus patogeni che possono infettare gli esseri umani o gli animali potrebbero essere custoditi in vecchi strati di permafrost, compresi alcuni che hanno causato epidemie globali in passato. La possibilità che si possa contrarre un virus da un uomo di Neanderthal estinto da tempo suggerisce che l'idea che un virus possa essere 'sradicato' dal pianeta è sbagliata e ci dà un falso senso di sicurezza - aggiunge M.Claverie. - Questo è il motivo per cui per ogni evenienza dovrebbero essere tenute scorte di vaccini.

In uno studio NASA del 2005, biologi statunitensi sono riusciti a riportare in vita batteri rimasti rinchiusi in un lago ghiacciato dell’Alaska per 32.000 anni. I microbi, del tipo Carnobacterium pleistocenium, erano sotto il ghiaccio fin dal Pleistocene, al tempo dei mammut e sono ritornati in vita, apparentemente inalterati e rapidamente infettivi. Nel 2007 gli stessi ricercatori hanno fatto rivivere un batterio di 8 milioni di anni nelle valli Beacon e Mullins dell'Antartide sotto la superficie di un ghiacciaio, il più antico del pianeta. Nello stesso studio, altri batteri sono stati rianimati da ghiacci con più di 100.000 anni.

Nel 2011, Boris Revich e Marina Podolnaya dell’Accademia delle Scienze Russa, hanno scritto: Come conseguenza dello scioglimento del permafrost, i vettori di infezioni mortali del XVIII e XIX secolo potrebbero tornare, specialmente vicino ai cimiteri dove furono sepolte le vittime di queste infezioni. Negli anni 1890 ci fu, ad esempio, una grave epidemia di vaiolo in Siberia. Una città perse fino al 40% della popolazione. I corpi furono sepolti sotto lo strato superiore di permafrost sulle rive del fiume Kolyma. 120 anni dopo, le acque alluvionali di Kolyma hanno iniziato a erodere gli argini e lo scioglimento del permafrost ha accelerato il processo. In un progetto iniziato negli anni '90, gli scienziati del Centro di ricerca statale di virologia e biotecnologia di Novosibirsk hanno analizzato i resti di persone dell'età della pietra che erano stati trovati nella Siberia meridionale, nella regione di Gorny Altai. Hanno anche usato campioni di cadaveri durante epidemie virali nel XIX secolo e che erano stati sepolti nel permafrost russo. I ricercatori hanno trovato corpi con piaghe caratteristiche dei segni lasciati dal vaiolo. Sebbene non abbiano trovato il virus del vaiolo stesso, hanno rilevato frammenti del suo DNA.

Nel 2014, un gruppo guidato da M.Claverie ha rianimato due virus rimasti imprigionati nel permafrost siberiano per 30.000 anni. Conosciuti come Pithovirus sibericum e Mollivirus sibericum, sono entrambi virus giganti, perché visibili al microscopio ottico normale. Sono stati scoperti nella tundra costiera a 30 m sotto terra. Una volta rianimati, i virus sono diventati infettivi. Se si considera lo scioglimento del ghiaccio marino artico, la costa settentrionale della Siberia è diventata accessibile via mare con più facilità, ne segue che l'estrazione di oro e minerali, di petrolio e di gas naturale è diventata un business redditizio e che la maggior parte dei virus viene rapidamente resa inattiva al di fuori delle cellule ospiti, a causa della luce, dell'essiccamento o della degradazione biochimica spontanea - afferma M.Claverie. - Ad esempio, se il danno al loro DNA è irreparabile, i virioni, particelle virali mature protette dalle loro capsule proteiche, non saranno più infettivi. Tuttavia, tra i virus conosciuti, i virus giganti tendono ad essere molto resistenti e quasi impossibili da estirpare.

Nell'agosto 2016, in uno sperduto angolo della tundra siberiana, la penisola di Yamal, Circolo Polare Artico, un ragazzo di 12 anni è morto e almeno 20 persone sono state ricoverate colpite da antrace. L’ipotesi è che, 75 anni fa, una renna infettata morì e la sua carcassa congelata rimase bloccata sotto il permafrost e lì è rimasta fino ai caldi estivi. L’esposizione del suo cadavere ha rilasciato l'antrace infettivo nell'acqua e nel terreno vicino e poi nella riserva alimentare. Più di 2.000 renne al pascolo nelle vicinanze sono state infettate, ma minimi sono stati i casi umani. Chi dice che questo resti un caso isolato? La temperatura al circolo polare artico sta aumentando rapidamente, circa tre volte più velocemente rispetto al resto del mondo e quando il ghiaccio e il permafrost si sciolgono, possono emergere altri agenti infettivi. Solo all'inizio del XX secolo, più di un milione di renne morirono di antrace. Non è facile scavare tombe profonde e le carcasse in gran parte sono state sepolte appena sotto la superficie, sparse tra migliaia di cimiteri nel nord della Russia. Persone e animali sono stati sepolti per secoli nel permafrost, è perciò ipotizzabile che altri agenti infettivi possano liberarsi. Gli scienziati hanno scoperto, ad esempio, frammenti di RNA del virus dell'influenza spagnola del 1918 in cadaveri sepolti in fosse comuni nella tundra dell'Alaska. Anche il vaiolo e la peste bubbonica sono probabilmente disseminati in sepolture in Siberia.

Sembra anche che agenti patogeni fatti affiorare dall'uomo emergeranno altrove, non solo dal ghiaccio o dal permafrost. Nel febbraio 2017, gli scienziati NASA hanno annunciato la presenza in una caverna di microbi di 10-50.000 anni all'interno di cristalli. Si tratta della Grotta dei Cristalli, in una miniera a Naica, nel Messico settentrionale. La grotta contiene molti cristalli bianchi di selenite, minerale formatosi in centinaia di migliaia di anni. Una volta rimossi dalle minuscole sacche fluide dei cristalli in cui erano rinchiusi, i batteri si sono rianimati e hanno iniziato a moltiplicarsi. I microbi sono geneticamente unici e potrebbero essere nuove specie, ma i ricercatori devono ancora terminare le analisi. Altri batteri di età superiore a 4 milioni di anni sono stati trovati nella grotta di Lechuguilla nel New Mexico, a 300 m sotto terra. E gli studi si moltiplicano a ritmi frenetici. In una ricerca di dicembre 2016, si è scoperto il Paenibacillus sp. LC231, batterio resistente al 70% degli antibiotici, in grado di inattivarne molti totalmente. In qualche modo i batteri sono diventati resistenti a 18 tipi di antibiotici. Rimasti completamente isolati hanno sviluppato una resistenza naturale agli antibiotici, facendo pensare che esista da milioni di anni, se non di più.

C’è un motivo: molti tipi di funghi e di batteri producono naturalmente antibiotici per ottenere un vantaggio competitivo rispetto ad altri microbi. È così che Fleming scoprì la penicillina: i batteri in una piastra per coltura morivano perché contaminati da una muffa che respingeva gli antibiotici. In mancanza di alimentazione nella caverna, il tipo di batteri Paenibacillus potrebbero aver dovuto sviluppare una resistenza agli antibiotici per evitare di essere uccisi da microrganismi avversari. I batteri non hanno mai conosciuto antibiotici prodotti dall'uomo, mancano quindi di una resistenza e quella naturale agli antibiotici è così diffusa che molti dei batteri che emergono dal permafrost potrebbero già averla. Nella Beringia, regione tra Russia e Canada, fin dal 2011 gli scienziati hanno estratto il DNA da batteri del permafrost di 30.000 anni fa. Hanno trovato geni che codificano la resistenza alla tetracicline e ad altri antibiotici (beta-lattamici e glicopeptidi). Che dire? Che troveranno gli astronauti nelle granite lunari?

(consultazione: focus; nasa; meteoweb; naturanews; usa bureau of land management; bollettino Copernicus Climate Change Service (C3S); science; boulder - colorado university; biorxiv study; © vera salnitskaya - the siberian times; © vasily bogoyavlensky, aft - getty images; jasmin fox-skelly)