Pattern dinamici e resilienza del CO₂ dell’aria delle grotte sotto le interferenze del turismo nel Parco Geologico Nazionale di Lushan, Cina settentrionale

Mond i nascosti sotto i nostri piedi

Le grotte sono più che splendide attrazioni turistiche; sono componenti viventi del sistema climatico terrestre. L’aria al loro interno immagazzina e muove anidride carbonica (CO₂), lo stesso gas che guida il cambiamento climatico globale. Questo studio sulla Grotta Jiutian, nel nord della Cina, affronta una domanda attuale: con l’aumento dei visitatori nelle grotte turistiche, che cosa accade al delicato equilibrio di CO₂ sotterraneo e quanto rapidamente la grotta può riprendersi una volta che la folla se ne è andata?

Una grotta speciale sotto osservazione scientifica

La Grotta Jiutian si trova nel Parco Geologico Nazionale di Lushan, nel clima temperato della Cina settentrionale. È un corridoio unico e lungo oltre 600 metri, con un ingresso principale e grandi camere decorate da stalattiti, stalagmiti e altre formazioni minerali. La grotta mantiene una temperatura intorno a 15 °C tutto l’anno, mentre l’aria esterna oscilla tra inverni gelidi ed estati calde. Sopra la grotta, uno strato sottile di suolo ricco di radici e vita produce CO₂ che filtra verso il basso attraverso le fratture nella roccia, alimentando lentamente l’aria sotterranea. Poiché Jiutian è una meta turistica popolare aperta tutto l’anno, offre un laboratorio naturale per osservare come le visite umane perturbino questo serbatoio sotterraneo di carbonio.

Come gli scienziati hanno monitorato il “respiro” della grotta

Da marzo 2023 a gennaio 2025, i ricercatori hanno installato strumenti in quattro punti lungo il percorso turistico, dall’ingresso alla camera più profonda. Ogni 10 minuti hanno registrato CO₂ dell’aria della grotta, temperatura e umidità. All’esterno, una stazione meteorologica ha misurato le condizioni dell’aria, le precipitazioni e le proprietà del suolo, e sensori sepolti nel terreno hanno tracciato il CO₂ del suolo. Il team ha inoltre ottenuto i dati dei biglietti elettronici per il 2024 per sapere quante persone entravano ogni giorno, in particolare durante le principali festività cinesi come il Capodanno lunare, la Festa dei Lavoratori e la Festa Nazionale, quando il numero di visitatori aumenta. Con queste misure ad alta frequenza hanno potuto osservare sia i cambiamenti stagionali lenti sia i salti rapidi di CO₂ legati al turismo.

Fluttuazioni naturali, più picchi indotti dai turisti

Nel corso delle stagioni, la Grotta Jiutian si comporta come un polmone collegato al paesaggio soprastante. Il CO₂ del suolo è maggiore nei mesi caldi e umidi, e questo schema si riflette nell’aria della grotta, sebbene con un ritardo di circa due o tre settimane mentre il gas migra verso il basso attraverso la roccia. Più in profondità nella grotta, i livelli di CO₂ sono generalmente più alti e più strettamente correlati al CO₂ del suolo, mentre vicino all’ingresso i venti esterni e le oscillazioni di temperatura disturbano il segnale. Soprattutto, sovrapposti a questo ritmo naturale, il team ha osservato picchi drammatici e di breve durata di CO₂ coincidenti con le folle delle festività. Quando i turisti respirano in spazi confinati, rilasciano CO₂ aggiuntiva che può spingere i livelli della grotta da poche migliaia di parti per milione a oltre 20.000, molto più alti dell’aria esterna.

Quanto tempo ci mette la grotta a riprendersi

Una volta terminate le festività e calmati i tornelli, la grotta ha iniziato a recuperare, ma non tutte le parti hanno risposto allo stesso modo. Temperatura e umidità sono tornate rapidamente, spesso entro un giorno, mentre le pareti della grotta assorbivano calore e l’acqua gocciolante ristabiliva l’umidità. Il CO₂, tuttavia, è rimasto molto più a lungo. Vicino all’ingresso, le concentrazioni possono tornare vicino alla normalità in circa una settimana. Nelle camere più profonde, dove la circolazione dell’aria è debole e più fredda, l’aria densa può ristagnare: livelli elevati di CO₂ possono persistere per due o tre settimane o più e talvolta non ritornano mai completamente ai livelli pre-festività prima della successiva perturbazione. Lo studio ha individuato due fattori principali: il numero di turisti consecutivi (più di 100 persone al giorno per almeno quattro giorni consecutivi innesca un forte accumulo di CO₂) e se la stagione favorisce la ventilazione naturale. In inverno e nei mesi freddi, le differenze di densità tra aria interna ed esterna creano un flusso d’aria più vigoroso attraverso l’ingresso, aiutando a eliminare il CO₂; in estate la ventilazione si indebolisce e il recupero rallenta.

Proteggere le grotte per la scienza e i visitatori

Per i non specialisti, il messaggio chiave è semplice: l’aria delle grotte è sorprendentemente sensibile alla nostra presenza. Il CO₂ della Grotta Jiutian proviene in buona parte dal suolo vivo soprastante, ma i periodi di intenso turismo aggiungono grandi impulsi che la grotta può rimuovere solo lentamente. Limitando il numero di visitatori giornalieri, distribuendo le visite nel tempo, accorciando le soste nelle camere più profonde e favorendo stagioni ad alta ventilazione come l’inverno per i picchi turistici, i gestori possono proteggere questi fragili ambienti sotterranei. Così facendo si preserva non solo la bellezza goduta dai visitatori, ma anche il ruolo della grotta come archivio naturale della storia climatica e come parte, seppur piccola, reale del ciclo del carbonio terrestre.

Citazione: Peng, S., Liu, W., Zhang, T. et al. Dynamic patterns and resilience of cave-air CO₂ under tourism interferences in the Lushan National Geopark, north China. npj Herit. Sci. 14, 31 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02306-z

Parole chiave: turismo nelle grotte, diossido di carbonio, grotte carsiche, ventilazione delle grotte, resilienza ambientale