L’inquinamento da carbone raggiunge una delle regioni montuose più remote della Terra.

L’Himalaya è spesso considerato una delle grandi barriere naturali della Terra, che separa le regioni densamente popolate e industrializzate dell’Asia meridionale dal remoto altopiano tibetano. Tuttavia, una nuova ricerca, pubblicata su Geophysical Research Letters , suggerisce che questa catena montuosa non rappresenti un muro impenetrabile per l’inquinamento atmosferico.

Gli scienziati hanno trovato prove dirette che l’inquinamento derivante dalla combustione del carbone può attraversare l’Himalaya durante il monsone estivo, raggiungendo l’altopiano tibetano meridionale. Analizzando il muschio che cresce lungo un versante montuoso, il team è stato in grado di distinguere tra l’inquinamento prodotto dalle attività industriali vicine e le particelle sottili trasportate per centinaia di chilometri attraverso l’atmosfera.

I risultati suggeriscono che persino alcuni degli ambienti di alta quota più isolati al mondo sono influenzati dalle emissioni generate ben oltre i loro confini.

I muschi come registratori dell’inquinamento

A differenza della maggior parte delle piante, i muschi assorbono nutrienti e acqua direttamente dall’atmosfera anziché attraverso le radici. Ciò significa che raccolgono anche minuscole particelle sospese nell’aria, diventando così efficaci indicatori naturali dell’inquinamento atmosferico nel tempo.

Xiaoyu Jiao, dell’Università cinese di geoscienze, e i suoi colleghi hanno misurato le concentrazioni di diversi metalli potenzialmente nocivi, tra cui zinco, piombo, arsenico, nichel e cobalto. I ricercatori hanno anche esaminato gli isotopi stabili dello zinco, forme leggermente diverse dello stesso elemento che possono fungere da impronte digitali chimiche poiché diversi processi industriali producono firme isotopiche distinte.

La combustione del carbone tende a produrre firme isotopiche di zinco relativamente “pesanti”, mentre la fusione dei metalli ad alta temperatura rilascia zinco isotopico “leggero”. Misurando queste sottili differenze, i ricercatori sono stati in grado di stimare l’origine dell’inquinamento e come le fonti dominanti cambiassero lungo un transetto altitudinale (da 750 a 4.100 metri sul livello del mare) nel Grand Canyon dello Yarlung Tsangpo.

Una firma di inquinamento in continua evoluzione

Sul versante meridionale dell’Himalaya, il quadro era chiaro. A quote più basse, i muschi contenevano concentrazioni relativamente elevate di metalli pesanti, insieme a firme isotopiche più leggere di zinco. L’analisi ha suggerito che tra il 42% e il 50% dell’inquinamento in queste aree proveniva dalla fusione dei metalli, in linea con le emissioni industriali vicine trasportate nella regione.

Man mano che i ricercatori si spostavano verso quote più elevate, le concentrazioni complessive di metalli diminuivano, mentre le caratteristiche isotopiche dello zinco diventavano progressivamente più pesanti. Questo cambiamento indicava un contributo crescente derivante dalla combustione del carbone, che rappresentava dal 35% al ​​50% delle fonti di inquinamento alle quote più elevate.

A nord della cresta himalayana, i livelli di inquinamento complessivi erano generalmente inferiori. Tuttavia, i muschi raccolti al di sopra dei 3.500 metri mostravano costantemente le caratteristiche isotopiche più pesanti associate alla combustione del carbone.

Secondo l’analisi del team, la combustione del carbone ha contribuito per una percentuale compresa tra il 43% e il 54% all’inquinamento che raggiunge queste località di alta quota, mentre le emissioni industriali dirette derivanti dalla fusione hanno svolto solo un ruolo marginale.

I risultati indicano che, sebbene l’Himalaya blocchi gran parte dell’inquinamento più grossolano e pesante emesso vicino al suolo, le particelle fini prodotte dalla combustione del carbone sono in grado di viaggiare molto più lontano attraverso l’atmosfera.

Come l’inquinamento attraversa le montagne

Lo studio indica il monsone estivo indiano come il principale motore di questo trasporto a lunga distanza. Durante la stagione dei monsoni, le masse d’aria si spostano verso nord dall’Asia meridionale e vengono incanalate attraverso profonde valli, tra cui il Grand Canyon dello Yarlung Tsangpo, prima di attraversare la catena montuosa.

I ricercatori hanno scoperto che questa circolazione atmosferica permette alle particelle fini derivate dal carbone di raggiungere quote elevate, dove possono essere depositate da nuvole, nebbia e pioggia.

Al contrario, gli inquinanti rilasciati dalla fusione dei metalli sono generalmente associati a particelle più grandi che rimangono più vicine al suolo e vengono rimosse più facilmente dall’atmosfera prima che possano superare le montagne.

Inoltre, la geografia locale e la vegetazione influenzano il punto in cui si accumulano gli inquinanti. Le fitte foreste sui versanti meridionali intercettano le particelle sospese nell’aria e le depositano sui muschi durante le precipitazioni, mentre i versanti settentrionali, più aridi, ricevono meno pioggia e presentano una vegetazione più rada, il che significa che i muschi in queste zone riflettono più direttamente la deposizione atmosferica.

Implicazioni per l’altopiano tibetano

L’altopiano tibetano viene spesso descritto come il “Terzo Polo” perché contiene la più grande riserva di ghiaccio al mondo al di fuori delle regioni polari e svolge un ruolo fondamentale nella regolazione del clima asiatico e nell’approvvigionamento di acqua dolce per miliardi di persone. Sebbene rimanga molto meno inquinato di molte regioni industrializzate, le nuove scoperte suggeriscono che non sia isolato dalle attività umane.

I metalli pesanti come piombo, arsenico e nichel possono accumularsi nei suoli, nella vegetazione e nei corsi d’acqua, dove possono persistere a lungo ed entrare nelle catene alimentari, influenzando sia la fauna selvatica che le popolazioni locali.

Sebbene questo studio non abbia valutato direttamente il loro impatto ambientale, dimostrare che l’inquinamento derivante dal carbone raggiunge l’altopiano tibetano evidenzia la necessità di comprendere meglio come questi contaminanti possano influenzare i suoi fragili ecosistemi e le comunità che dipendono da essi.

I risultati potrebbero inoltre aiutare gli scienziati a migliorare i modelli di come gli inquinanti si muovono attraverso l’atmosfera. Una migliore comprensione di quando e come le emissioni attraversano l’Himalaya potrebbe portare a valutazioni più accurate della qualità dell’aria e della deposizione di contaminanti negli ambienti di alta montagna, soprattutto considerando che il consumo di energia, l’attività industriale e i cambiamenti climatici continuano ad alterare la circolazione atmosferica in tutta l’Asia.

Abstract

L’Himalaya costituisce un’importante barriera atmosferica tra l’Asia meridionale e l’altopiano tibetano, tuttavia il trasporto trans-barriera di metalli antropogenici rimane poco definito. Utilizziamo il δ del muschio ⁶⁶ Zn lungo un transetto sud-nord da 750 a 4.100 m s.l.m. a Motuo per tracciare le fonti di inquinamento e i processi di trasporto. Sul versante meridionale, i metalli in tracce (Zn, Pb, As, Ni, Co) mostrano gradienti altitudinali pronunciati, con basse altitudini che mostrano alte concentrazioni e δ leggero ⁶⁶ Zn (−0,41‰ a −0,32‰) dominato dalla fusione (42%–50%). Con l’aumentare dell’altitudine, le concentrazioni diminuiscono e δ ⁶⁶ Lo Zn diventa più pesante (da 0,20‰ a 0,29‰), riflettendo maggiori apporti di combustione del carbone (35%–50%). A nord della cresta, i carichi di metalli complessivi sono inferiori, ma le alte quote (>3.500 m) mostrano δ elevato ⁶⁶ Zn (da 0,30‰ a 0,44‰) e forti contributi di carbone (43%–54%). I nostri risultati mostrano che la topografia, le emissioni antropogeniche e la copertura vegetale regolano i modelli di distribuzione verticale degli inquinanti, fornendo prove isotopiche dirette di Zn per il trasporto transfrontaliero delle emissioni da combustione del carbone dall’Asia meridionale all’altopiano tibetano.

Riassunto in linguaggio semplice

L’Himalaya funge da barriera naturale tra l’Asia meridionale e l’altopiano tibetano, ma non è chiaro come i metalli pesanti di origine antropica possano attraversare questa barriera. Qui abbiamo utilizzato isotopi stabili di zinco (δ ⁶⁶ Zn) per tracciare le fonti e i percorsi di inquinamento lungo un transetto montano sud-nord (750–4.100 m s.l.m.). Sul versante meridionale, metalli come Zn, Pb, As, Ni e Co mostrano modelli chiari con l’altitudine. A basse altitudini, le concentrazioni di metalli sono elevate e δ ⁶⁶ I valori di Zn sono bassi (−0,41‰ a −0,32‰), principalmente a causa delle emissioni industriali vicine, in particolare della fusione industriale (42%–50%). Con l’aumentare dell’altitudine, i livelli di metallo diminuiscono e δ ⁶⁶ Lo Zn diventa più alto e più stabile (da 0,20‰ a 0,29‰), mostrando un contributo crescente da particelle fini trasportate su lunghe distanze dalla combustione del carbone (35%–50%). Sul versante settentrionale, i livelli di metalli sono generalmente più bassi, ma ad alta quota (>3.500 m s.l.m.), i metalli si arricchiscono di nuovo, con δ elevato ⁶⁶ Valori di Zn (da 0,30‰ a 0,44‰) e una forte influenza dalla combustione del carbone (43%-54%). Nel complesso, la topografia, le emissioni antropiche e la copertura vegetale controllano insieme la distribuzione verticale delle concentrazioni di metalli. Le emissioni derivanti dalla combustione del carbone nell’Asia meridionale possono attraversare l’Himalaya e influenzare l’ambiente atmosferico dell’altopiano tibetano interno.

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