Al ginocchio tra i tumulti fangosi della tundra d'Alasca crollata, Elissa Schuett indica i resti di una caverna in cui è stata in grado di resistere l'estate scorsa. Oggi è sparito, inghiottito dalla fauci spalancata conosciuta come un thermokarst che continua a marciare verso l'esterno mentre la terra si scioglie rapidamente.
I guasti ai termocarichi si verificano quando il permafrost - uno strato di terreno ghiacciato nelle regioni polari della Terra - si scongela e diventa instabile. Sebbene gli eventi si verifichino naturalmente in tutto l'Artico, molti scienziati sospettano che l'aumento delle temperature nel nord stia causando la formazione di più di queste caratteristiche. Confrontando le fotografie aeree del 1985 con le foto recenti, "Ora possiamo dire con una certa sicurezza ... che in alcune località [ci sono] tra due e cinque volte più di queste caratteristiche ora rispetto ai primi anni '80", afferma William Bowden, un ecologo acquatico presso l'Università del Vermont.
Ecco perché Bowden, il suo assistente di ricerca Schuett e altri alla Toolik Field Station, un'università dell'Alaska, a Fairbanks, struttura di ricerca a 150 miglia a nord del circolo polare artico nell'Alaska settentrionale, stanno studiando l'impatto dei termoarattici sull'ambiente. Il loro lavoro si inserisce in una lunga tradizione di ricerca sui cambiamenti climatici a Toolik, che, sin dalla sua fondazione nel 1975, ha fornito un laboratorio incontaminato per studiare come un mondo più caldo trasformerà la terra e i corsi d'acqua dell'Artico.
Comprendere il cambiamento climatico e ambientale, secondo Norman Marcotte del Consiglio canadese di ricerca in scienze naturali e ingegneria, è il "problema ardente" nella ricerca artica a livello internazionale. Stazioni di ricerca come Toolik sono fondamentali per l'acquisizione di dati a lungo termine e l'esplorazione di problemi sul campo, afferma via e-mail, e il Canada ha in programma di sviluppare una stazione di ricerca artica con molti degli stessi elementi di Toolik.
Sebbene gran parte della ricerca artica si sia concentrata sull'osservazione dell'ambiente, "In Toolik siamo in grado di approfondire questo" e "studiare ciò che sta effettivamente controllando tutti questi processi", afferma John Hobbie, co-fondatore di Toolik, studioso senior degli Ecosystems Centro del Marine Biological Laboratory a Woods Hole, Massachusetts.
È anche "l'unico posto in Nord America in cui possiamo vedere o avere una visione avanzata di come il cambiamento climatico può influenzare gli ecosistemi", aggiunge.
E per molti versi, i cambiamenti climatici hanno già iniziato a rimodellare questa terra dicotomicamente fragile e resistente. Tra il 1966 e il 1995, le temperature dell'Artico aumentarono di 7 gradi centigradi al decennio, una tendenza che colloca "il nord dell'Alaska nella calda sede", afferma Syndonia Bret-Harte, direttore scientifico associato di Toolik. L'Artico si sta riscaldando più velocemente anche delle aree tropicali del mondo: la primavera arriva prima, l'autunno inizia più tardi e la temperatura del permafrost in molte aree, tra cui Toolik, aleggia pericolosamente vicino al punto di ribaltamento Celsius di grado zero. Questo è quando il terreno ghiacciato che dà alla tundra la sua spina dorsale potrebbe sgretolarsi.
I nuovi thermokarsts in Alaska potrebbero anche mostrare come il riscaldamento possa cambiare i corsi d'acqua o i laghi, poiché queste caratteristiche spesso si verificano vicino all'acqua. Quando nel 2003 fu scoperto un thermokarst vicino al fiume Toolik, Bowden e colleghi scoprirono che aveva spostato così tanto sedimento nel fiume che l'acqua si trasformò in fangoso a 40 chilometri a valle. Nel giugno 2008, lui e i suoi colleghi hanno anche riferito sul Journal of Geophysical Research che ammonio, nitrato e fosforo emessi da quel crollo nel tempo "altereranno in modo significativo la struttura e la funzione del fiume".
Per Bowden e altri ricercatori di Toolik, tali osservazioni erano familiari. Tra il 1983 e il 2004, hanno visto come il fosforo potesse drasticamente ristrutturare un fiume in un esperimento condotto sul fiume Kuparuk vicino a Toolik - "il bacino fluviale meglio studiato dell'intero Artico", secondo Hobbie. In quell'esperimento, gli scienziati hanno aggiunto piccole quantità di fosforo, un nutriente comune nei fertilizzanti e nell'inquinamento residenziale e industriale, al fiume ogni estate. Dopo otto anni, il muschio si è espanso nel fiume, ammucchiando altre specie vegetali e innescando una crescita in alcuni tipi di insetti. La produttività complessiva nel fiume è cresciuta. Questa indagine può prefigurare ciò che accade quando il permafrost si scioglie e i nutrienti vengono liberati nell'aria e nell'acqua.
Sulla terra, i ricercatori di Toolik hanno anche aggiunto fertilizzanti a diversi tipi di tundra. In un esperimento attivo dal 1989, lo scienziato senior del Centro ecosistemico Gaius Shaver ha scoperto che sulla tundra di ciuffo, alcuni arbusti decidui, come la betulla nana, possono capitalizzare l'afflusso di azoto e fosforo aumentando l'abbondanza e riducendo la diversità delle specie. Gli scienziati di Toolik sono anche concentrati sul perché l'Artico sembra essere ecologico, spiega Bret-Harte. Potrebbe essere dovuto a più arbusti: circa 12.000 anni fa, quando il clima era più caldo, gli arbusti dominavano il paesaggio, ha detto.
Sebbene questi spostamenti polari possano sembrare isolati dal resto del mondo, una fusione dell'Artico potrebbe accelerare il cambiamento climatico. Bret-Harte sottolinea che le terre emerse dell'Artico, comprese le foreste boreali, detengono quasi il 40 percento del carbonio terrestre del mondo, ma costituiscono solo un sesto dell'area terrestre. Se il carbonio bloccato nel terreno viene rilasciato dallo scioglimento del permafrost, dice, potrebbe più che raddoppiare la concentrazione di anidride carbonica, un importante gas serra, nell'ambiente.
Bowden dell'Università del Vermont ritiene che esistano "prove evidenti" che il carbonio e il metano intrappolati potrebbero essere liberati durante gli eventi termocaratterici e contribuire al riscaldamento. Sta cercando finanziamenti per studiare in che modo i thermokarsts influenzeranno gli ecosistemi artici in generale. Ad esempio, un thermokarst che provoca un picco nei sedimenti nei corsi d'acqua può soffocare le piante, intasare le branchie di pesce e alla fine scatenare una cascata di effetti fino alla rete alimentare.
"Non è una storia dell'orrore, non è come se non fosse un processo naturale", ammonisce Bowden. "Ma penso che ci sia una forte evidenza che le influenze [umane] che sono ad una certa distanza dall'Artico stanno avendo questi effetti secondari ... che saranno potenzialmente molto importanti nella strutturazione del modo in cui il paesaggio artico appare e si comporta in futuro."
