Metano ghiacciato: il fenomeno naturale del lago Abraham

Nel 1972 la TransAlta Corporation ha costruito la diga di BigHorn nello Stato di Alberta in Canada. La compagnia ha creato assieme alla diga un bacino artificiale, battezzato in seguito Lago Abraham. Il lago ora è una celebre meta turistica grazie a un particolare fenomeno. Durante l’inverno, quando il lago si congela si crea uno specchio d’acqua mozzafiato grazie alle bolle di ghiaccio sotto la superficie. Le bolle di ghiaccio però non contengono semplice aria, ma metano CH₄.

Bolle di ghiaccio: pericolose quanto affascinanti

Il metano si forma nel fondale creando delle bolle che salgono in superfice. Quando vengono in contatto con gli strati più freddi dell’acqua, si ghiacciano e si ‘’accumulano’’ in pile verticali. Le bolle però sono anche molto pericolose, in quanto il metano è infiammabile e altamente tossico. In primavera col disgelo si formano più facilmente crepe da cui può fuoriuscire il gas. In estate le emissioni non sono così alte da rappresentare un pericolo e l’acqua del lago assume un forte colore azzurro caratteristico. Questo è dovuto alle sostanze rilasciate dalle rocce delle Canadian Rocky Mountains nel fiume North Saskatchewan.

Produzione naturale di metano: come funziona?

La produzione di gas metano avviene tramite la digestione anaerobica, un processo naturale che viene svolto dai metanobatteri e dagli archea presenti nel lago. Questi organismi unicellulari non sopravvivono a contatto con l’ossigeno né a temperature sotto gli 0°C, per questo si trovano sul fondale dove l’acqua è più calda.

La digestione anaerobica si svolge principalmente tra 35°C e 55°C, ma può verificarsi anche a freddo (digestione psicrofila). La temperatura determina in genere la durata del processo, maggiore è la temperatura più breve è il periodo richiesto. Nel caso a freddo la digestione anaerobica può richiedere tra i 60 e i 120 giorni.

Più in dettaglio, gli archea e i batteri ‘’spezzano’’ i composti organici complessi (carboidrati, proteine e grassi) in sostanze più semplici (fase di idrolisi). Nella seconda fase tali sostanze vengono trasformate in acidi organici tramite acidogenesi e successivamente, in acetato, anidride carbonica e idrogeno. Nell’ultima fase (fase di metanogenesi) gli archea e i batteri trasformano i prodotti in metano e anidride carbonica.

La produzione di metano è un processo naturale, ma la causa non lo è. Quando la TransAlta ha costruito la diga, ha anche creato il bacino artificiale in un’area con molti alberi e una ricca fauna selvatica. Si è creato così un enorme deposito di materia organica in fondo al lago, una fonte inesauribile di ‘’cibo’’ per i batteri che producono gas in quantità elevate.

Effetto serra e metano nei ghiacci: come sono collegati?

Lo strato di ghiaccio del lago Abraham durante l’inverno intrappola grandi quantità di metano come se fosse un enorme telo copri piscina. In estate il telo si scioglie e il metano intrappolato viene liberato gradualmente. Il surriscaldamento globale però accelera questo processo. Più il ghiaccio si scioglie in fretta, maggiori quantità di gas verranno liberate in atmosfera durante l’anno. Dal 2018 sono state addirittura registrate emissioni di metano idrato, privo di qualsiasi traccia di combustibili fossili (quindi risalente a prima della rivoluzione industriale).  

La stessa cosa si verifica con il permafrost. il permafrost è il territorio artico dell’emisfero boreale perennemente ghiacciato. Negli ultimi anni il permafrost ha sempre perso più terreno, scoprendo terreni che erano rimasti congelati dall’ultima glaciazione. Intrappolato al di sotto del permafrost, si trova una grande quantità di gas metano accumulatosi nel corso dei millenni

Il metano è più dannoso dell’anidride carbonica per quanto riguarda l’effetto serra, con un Global Warming Potential GWP₁₀₀ pari a 25. Il GWP è calcolato in base al contributo all’effetto serra per uno specifico intervallo di tempo, quindi in 100 anni un grammo di metano causa danni al pari di 25 grammi di CO2. Il pericolo è quello di entrare in un circolo vizioso senza un rimedio chiaro: i gas serra sciolgono i ghiacci rilasciando metano che a sua volta contribuisce all’effetto serra.

Articolo a cura di Luigi SAMBUCETI