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livello medio
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: OCEANI
parole chiave: cambiamenti climatici, ciclo del carbonio
Gli Oceani questi sconosciuti
Sebbene tutti parlino della necessità della loro conservazione per il nostro futuro, tutti i Paesi continuano politiche basate sullo sfruttamento inconsiderato delle risorse del Continente blu. Gli oceani ospitano la maggior parte della biomassa degli animali e ci aiutano a rimuovere circa quattro miliardi di tonnellate di anidride carbonica dall’atmosfera ogni anno. Senza questo contributo non ci sarebbe vita sulla Terra.
Twilight zone: una medusa bioluminescente in acque profonde nella fossa delle Marianas dell’Oceano Pacifico (NOAA Office of Ocean Exploration and Research via AP)
Per millenni l’Umanità ha solcato i mari, creando economie, diffondendo culture, imponendo le proprie leggi per stabilizzare le rotte marine, studiandone le caratteristiche chimico-fisiche e oceanografiche ma le profondità degli Oceani sono ancora largamente sconosciute. In un prossimo futuro gli scienziati investigheranno la “zona del crepuscolo” (twilight zone), uno strato oceanico in gran parte inesplorato, compreso tra i 200 a 1000 metri di profondità, per valutare l’impatto antropico sul meccanismo di fissazione del carbonio in quella fascia così importante per la nostra sopravvivenza e le relative conseguenze sui cambiamenti climatici.
Sigmops elongatus, Photo by Paul Caiger ©Woods Hole Oceanographic Institution
La NASA da aprile 2020 ha iniziato un programma di ricerca da 25 milioni di dollari nel Nord Atlantico per studiare lo scambio del carbonio tra l’atmosfera e l’oceano profondo. Il programma sarà effettuato in maniera multidisciplinare con altri Centri di ricerca. Secondo Dave Siegel, oceanografo dell’Università della California di Santa Barbara e a capo del progetto della NASA, si tratta della attività oceanografica più impegnativa mai intrapresa. La missione della NASA, soprannominata Export Processes in the Ocean from Remote Sensing o EXPORTS, si baserà sul coordinamento e condivisione dei dati raccolti con altri Centri di ricerca in tutto il mondo.
The twilight zone
La zona crepuscolare è una parte del volume d’acqua che genericamente inizia dove la fotosintesi finisce e termina dove la luce scompare completamente. Uno spazio abitato da moltissime creature, alcune ancora sconosciute, che per poter sopravvivere dipendono dai resti degli organismi morti che cadono dall’alto vero il fondo.
Ogni notte, alcune creature risalgono dalla zona del tramonto si alzano per cacciare, effettuando quella che poterebbe essere definita la più grande migrazione di animali del pianeta. I predatori più grandi, come le balene e gli squali, si nutrono spesso in questa fascia d’acqua che sta diventando appetibile anche per noi Umani. Ad esempio sono già effettuate operazioni di pesca commerciale del krill in Norvegia e in altri Paesi a quelle profondità. Alcuni scienziati temono però che lo sfruttamento di questa riserva di proteine, aumenterà in futuro a causa della crescente domanda di cibo. Ciò potrebbe influire sulla rete alimentare marina e, in definitiva, sul clima, afferma Philip Boyd, un ecologo marino dell’Università della Tasmania a Hobart, in Australia, che sta conducendo un progetto per studiare la quantità di carbonio che precipita negli abissi dell’Oceano Antartico.
Cerchiamo di comprendere meglio questo processo fondamentale per la nostra sopravvivenza
L’oceano fornisce un servizio cruciale per l’Umanità estraendo carbonio dall’atmosfera e restituendo ossigeno attraverso il ciclo del carbonio.
Il ciclo del carbonio oceanico è un processo centrale del ciclo globale del carbonio e contiene sia carbonio inorganico (carbonio non associato agli esseri viventi, come l’anidride carbonica) sia carbonio organico (carbonio che è o è stato incorporato in un essere vivente). In estrema sintesi, il ciclo del carbonio si svolge attraverso tre meccanismi, chiamati pompe, che sequestrano e distribuiscono il biossido di carbonio atmosferico (CO2) attraverso gli oceani: la pompa di solubilità, la pompa dei carbonati e la pompa biologica.
Grazie alla pompa di solubilità gli oceani immagazzinano un’enorme quantità di carbonio reattivo del pianeta. come carbonio inorganico disciolto (DIC), tramite la dissoluzione del biossido di carbonio atmosferico (CO2) nell’acqua di mare – Fonte UNEP / GRID – Arendal – autore restituzione Ricardo Pravettoni – permesso concesso http://www.grida.no/resources/7555 da OceanCarbonCycle.jpg– Wikimedia Commons
La “pompa di solubilità” oceanica rimuove l’anidride carbonica atmosferica quando l’aria si mescola e si dissolve nell’oceano superiore. Essendo l’anidride carbonica più solubile in acqua fredda, alle alte latitudini (in cui si verifica il raffreddamento superficiale) l’acqua carica di anidride carbonica affonda nell’oceano profondo e diventa parte del “nastro trasportatore” della circolazione termoalina oceanica profonda, dove rimane per centinaia di anni.
il nastro trasportatore, la circolazione termoalina profonda degli oceani – Ocean Circulation Conveyor Belt. L’oceano svolge un ruolo importante nella distribuzione del calore del pianeta attraverso la circolazione marina profonda. Questa illustrazione semplificata mostra questa circolazione “a nastro trasportatore” che è guidata dalla differenza di calore e salinità. Le registrazioni del clima passato suggeriscono che esiste qualche possibilità che questa circolazione possa essere alterata dai cambiamenti previsti in molti modelli climatici – Autore Thomas Splettstoesser – Fonte US Global Change Research Program – public domain (work by the US federal government) File:Ocean circulation conveyor belt.jpg – Wikimedia Commons
Alla fine la miscelazione riporta l’acqua in superficie in regioni più calde dove il biossido di carbonio è stato assorbito per la prima volta, ad esempio ai tropici. Nelle regioni tropicali, le acque calde non possono trattenere più anidride carbonica e questa viene ritrasferita nell’atmosfera.
La pompa del carbonio inizia con gli organismi marini dell’oceano (conchiglie), producendo particolato di carbonio inorganico (PIC) sotto forma di carbonato di calcio (calcite o aragonite, CaCO3) che precipita sui fondali oceanici. Quella del carbonio biologico è invece responsabile dell’esportazione delle particelle di carbonio organico che si sono create attraverso la produzione biologica.
Premesso questi importanti fattori, si comprende la ragione per cui la NASA stia dando un notevole impulso alla ricerca nella zona crepuscolare, iniziata con il progetto EXPORTS nel 2018 con una spedizione nell’Oceano Pacifico settentrionale. Le basse concentrazioni di ferro in quella regione dell’oceano limitano le fioriture di fitoplancton fotosintetico, e i risultati preliminari confermano che vi è una riduzione del carbonio in profondità nell’oceano. La prossima spedizione si svolgerà vicino alle isole britanniche in una regione ricca di sostanze nutritive in cui sono presenti le principali fioriture di fitoplancton. L’intenzione dei ricercatori è identificare e seguire una fioritura, monitorando il movimento dei nutrienti attraverso la colonna d’acqua. Parallelamente, gli scienziati scruteranno le superfici oceaniche dallo spazio usando i satelliti.
La NASA utilizzerà due navi da ricerca che saranno affiancate da una terza gestita dal Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). Alla ricerca parteciperanno ricercatori di altri Paesi, tra cui Australia e Regno Unito, per facilitare il confronto dei risultati in futuro. Questo coordinamento è il primo importante risultato della Joint Exploration of the Twilight Zone Ocean Network (JETZON), per elaborare le priorità di ricerca, coordinare i protocolli sperimentali e condividere i dati.
In sintesi, gli ecosistemi marini sono fondamentali per comprendere come gli oceani stanno sequestrando il carbonio, ma non è chiaro come questi ecosistemi si modificheranno in futuro.
Come vedete comprendere questo meccanismo è molto più importante di tante disquisizioni pseudo accademiche, spesso non finalizzate, sulle variazioni climatiche e ci consentirà di capire meglio come mitigarle per assicurarci un futuro sostenibile. Un invito ai giovani a studiare ed applicarsi … ci sarà bisogno sempre di più di scienziati ed ingegneri in grado di studiare e comprendere ciò che ci circonda non di parole urlate al vento che trovano il tempo che trovano.
in anteprima gli effetti delle onde sulle superfici sabbiose – photo credit @andrea mucedola
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