Analisi triple isotopiche individuano il rilascio microbico di metano dal permafrost sottomarino nell’interno del Mare di Laptev

Gas nascosto sotto il Mare Artico

Lungi dalla costa siberiana, un mare artico poco profondo nasconde uno strato di fondale gelato chiamato permafrost sottomarino. Poiché l’Artico si riscalda più rapidamente del resto del pianeta, questo terreno un tempo stabile sta cominciando a scongelarsi. Al suo interno è conservata una vasta riserva di metano, un potente gas serra. Questo studio pone una domanda urgente: che tipo di metano sta fuoriuscendo, quale età ha e quanto è probabile che raggiunga l’atmosfera influenzando il riscaldamento futuro?

Punti caldi di metano in acque artiche poco profonde

I ricercatori hanno effettuato quattro spedizioni navali tra il 2016 e il 2020 nell’interno del Mare di Laptev, parte della vasta piattaforma artica dell’Est Siberiano. Usando il sonar per individuare pennacchi di bolle e sensori per misurare il metano disciolto, hanno mappato un importante punto caldo dove i livelli di metano nelle acque sul fondo hanno raggiunto fino a 6000 volte quanto ci si aspetterebbe se il mare fosse semplicemente in equilibrio con l’aria sovrastante. Questi punti caldi si sono spostati in parte di anno in anno, ma la regione ha mostrato costantemente un’intensa effervescenza dal fondale, specialmente al di sotto di uno strato di densità poco profondo a circa 10–15 metri, segnalando un forte e persistente rilascio di gas dal sottosuolo.

Tracciare l’età e l’origine del gas

Per capire da dove proviene questo metano, il team ha trattato ogni campione di gas come un’impronta chimica. Hanno misurato tre segnali isotopici diversi nel metano: carbonio-13, carbonio-14 e deuterio (una forma pesante di idrogeno). Il segnale del carbonio-14 indica che il gas è straordinariamente antico—più di 48.000 anni—ben più vecchio della materia vegetale contemporanea. Allo stesso tempo, i modelli di carbonio e idrogeno stabili corrispondono a metano prodotto da microrganismi, non ai processi ad alta temperatura che generano i tradizionali gas e petrolio fossili. Nel loro insieme, questi indizi indicano metano microbico antico che è stato a lungo immagazzinato nei sedimenti gelati, piuttosto che metano più giovane prodotto recentemente nei fanghi superficiali o trasportato dai fiumi.

Perdite da un deposito congelato da tempo

Combinando queste impronte isotopiche con un modello statistico di miscelazione, gli scienziati hanno separato i contributi di diverse sorgenti profonde. Hanno trovato che la quota dominante—circa il 60–80 percento—proviene da ciò che chiamano metano associato al permafrost sottomarino: gas microbico prodotto da materia organica antica e poi intrappolato come gas libero o come idrato di metano simile a ghiaccio all’interno del fondale gelato. Frazioni minori sembrano provenire da serbatoi fossili più profondi. Il modello di intensa effervescenza, unitamente a precedenti perforazioni e lavori di modellazione, suggerisce che i rilasci principali avvengano lungo corridoi di disgelo del permafrost, noti come talik, che agiscono come vie verticali per il gas che risale da queste riserve sepolte.

Dalle bolle del fondale all’aria sovrastante

Seguendo il percorso del metano dopo l’uscita dal fondale, il team ha riscontrato che la stessa impronta isotopica è presente dalle acque profonde fino alla superficie, con solo cambiamenti modesti. Se i batteri nell’acqua stessero distruggendo gran parte del metano, i segnali isotopici si sposterebbero in modo marcato e riconoscibile. Invece, i dati indicano che l’ossidazione è limitata e che il principale fattore che modifica le concentrazioni è la semplice miscelazione e diluizione mentre le bolle risalgono e si dissolvono parzialmente. In questo mare molto poco profondo, gran parte del gas è probabile che raggiunga rapidamente la superficie, soprattutto durante tempeste che rimescolano vigorosamente l’acqua, per poi proseguire verso l’atmosfera.

Cosa significa per il riscaldamento futuro

Lo studio rivela che una grande riserva, a lungo congelata, di metano microbico sotto l’interno del Mare di Laptev sta già fuoriuscendo e che il gas può sfuggire efficacemente verso l’aria. Questo comportamento differisce dalle aree più profonde della piattaforma del Mare di Laptev, dove lavori precedenti indicavano metano principalmente termogenico, simile al petrolio. Il messaggio è che la piattaforma artica non ha un’unica tipologia di sorgente di metano ma un mosaico di riserve antiche e vie di rilascio. Poiché il permafrost sottomarino e gli eventuali idrati di metano che contiene sono vulnerabili al riscaldamento continuo, queste emissioni potrebbero aumentare in futuro, aggiungendo una spinta ulteriore al cambiamento climatico globale che i sistemi di monitoraggio attuali potrebbero faticare a rilevare in tempo.

Citazione: Brussee, M., Holmstrand, H., Wild, B. et al. Triple-isotopic analyses pinpoint microbial methane release from subsea permafrost in the inner Laptev Sea. Commun Earth Environ 7, 211 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03222-7

Parole chiave: permafrost sottomarino, metano artico, Mare di Laptev, retroazione climatica, idrati di metano