La polvere portata dal vento fertilizza l’Oceano Antartico

L'Oceano Antartico, una regione fondamentale per il clima terrestre, ospita vaste fioriture di fitoplancton che costituiscono la base della rete alimentare antartica. Grazie all’utilizzo di una flotta di robot galleggianti, lo studio “One-third of Southern Ocean productivity is supported by dust deposition”, recentemente pubblicato su Nature da un team di ricercatori dell’università della Tasmania e del Csiro, ha scoperto che la polvere portata dal vento fornisce abbastanza ferro per sostenere un terzo della crescita del fitoplancton dell’Oceano Antartico. Una scoperta che ci aiuterà a capire come il riscaldamento globale influenzerà i principali processi climatici nei quali è coinvolto il fitoplancton.

I ricercatori dell’Institute for marine and Antarctic studies (Imas) dell’università della Tasmania spiegano su The Conversation che «l’Oceano Antartico funge da “ammortizzatore” climatico . Le sue acque fredde e la sua vasta area catturano fino al 40% dell'anidride carbonica (CO2) generata dall'uomo e assorbita ogni anno dagli oceani del pianeta. La CO2 prodotta dall’uomo entra principalmente nell’oceano mentre si dissolve in superficie. Tuttavia, i processi biologici che trasferiscono grandi quantità di CO₂ dalla superficie alle profondità oceaniche svolgono un ruolo fondamentale nel ciclo naturale del carbonio dell’oceano. Anche lievi cambiamenti in questi processi nell’Oceano Antartico potrebbero indebolire o rafforzare l’ammortizzatore climatico. E’ qui che il fitoplancton gioca un ruolo chiave». 

Come le piante a terra, il fitoplancton converte la CO2 in biomassa attraverso la fotosintesi. Quando il fitoplancton muore, affonda nelle profondità dell'oceano, questo imprigiona efficacemente il carbonio per decenni o addirittura centinaia di anni. E’ la pompa biologica del carbonio e aiuta a regolare il clima della Terra. Ma per prosperare il fitoplancton ha bisogno di luce e nutrienti e uno di questi, l'azoto, sotto forma di nitrato, è uno dei più essenziali e abbondanti nell’Oceano Antartico. Durante il periodo di fioritura in primavera ed estate, il fitoplancton consuma nitrati. Questo fornisce agli scienziati un’opportunità unica: misurando la quantità di nitrati che scompare stagionalmente, possono calcolare la crescita del fitoplancton e del carbonio sequestrato nella loro biomassa. Ma Il ferro, un altro nutriente essenziale, scarseggia nell’Oceano Antartico e questa carenza ostacola la crescita del fitoplancton, diminuendo l’efficienza della pompa biologica del carbonio. Il ferro è invece comune a terra e i venti trasportano la polvere ricca di ferro dai continenti negli oceani. Questo rifornimento di ferro può innescare a fioriture di fitoplancton, rendendo più verdi intere aree oceaniche e rafforzando la pompa del carbonio.

I ricercatori australiani guidati da Jakob Weis ricordano che «storicamente, per studiare gli effetti della fertilizzazione con ferro sul fitoplancton – sia che il ferro provenisse dalla polvere, da altre fonti naturali o fosse aggiunto deliberatamente – gli scienziati dovevano intraprendere costosi viaggi di ricerca nel remoto Oceano Australe. Tuttavia, le informazioni ricavate da tali esperimenti erano limitate a piccole regioni e a brevi periodi durante determinate stagioni. Si sapeva poco dell’impatto della polvere sul fitoplancton durante tutto l’anno in tutto l’Oceano Antartico. Per colmare questa lacuna, ci siamo rivolti ai robot». Negli ultimi 10 anni, le organizzazioni di ricerca hanno dispiegato in tutto il mondo una flotta di galleggianti oceanici robotizzati in tutto il mondo Argo: una rete globale di galleggianti autonomi dotati di sensori per misurare le caratteristiche fisiche dell'oceano come temperatura, salinità, pressione e anche la concentrazione di nitrati. I ricercatori australiani sottolineano che «nel nostro studio, abbiamo analizzato le misurazioni dei nitrati in 13.600 località nell’Oceano Antartico. Abbiamo calcolato la crescita del fitoplancton dalla scomparsa dei nitrati e combinato queste stime di crescita con modelli computerizzati di deposizione di polvere. Con questo nuovo approccio, abbiamo scoperto un collegamento diretto tra la fornitura di ferro derivato dalla polvere e la crescita del fitoplancton. E’ importante sottolineare che abbiamo anche scoperto che la polvere non coincide solo con la crescita del fitoplancton, ma lo alimenta fornendo ferro. Abbiamo utilizzato questa relazione per costruire mappe della produttività dell’Oceano Antartico: passato, presente o futuro. Queste mappe suggeriscono che la polvere supporta oggi circa un terzo della crescita del fitoplancton nell’Oceano Antartico».

Ma gli scienziati hanno scoperto anche un’altra cosa: «Durante le ere glaciali, una combinazione di condizioni più secche, livelli del mare più bassi e venti più forti ha fatto sì che la deposizione di polvere sull’Oceano Antartico fosse fino a 40 volte maggiore rispetto a oggi. Quando applichiamo le simulazioni della polvere dell’ultima era glaciale alla nostra nuova relazione, stimiamo che la crescita del fitoplancton fosse due volte maggiore durante questi periodi più polverosi rispetto a oggi. Quindi, alimentando la crescita del fitoplancton, la polvere probabilmente ha svolto un ruolo importante nel mantenere basse le concentrazioni atmosferiche di CO2 durante le ere glaciali».

In futuro, il riscaldamento globale e i cambiamenti nell’utilizzo del territorio potrebbero modificare rapidamente il trasporto di polvere nell’oceano, con conseguenze importanti per gli ecosistemi oceanici e la pesca e il nuovo studio fornisce gli strumenti per aiutare a prevedere questi cambiamenti. 

Gli scienziati dell’università della Tasmania concludono: «Per mantenere il riscaldamento globale al di sotto di 1,5° C, è fondamentale trovare metodi sicuri ed efficaci per rimuovere attivamente la CO2 dall’atmosfera . Una strategia proposta e controversa prevede la fertilizzazione dell’Oceano Antartico con il ferro, imitando i processi naturali che hanno ridotto la CO₂ durante le ere glaciali. I nostri risultati suggeriscono che una tale strategia potrebbe aumentare la produttività nelle parti meno polverose dell’Oceano Antartico, ma permangono incertezze sulle conseguenze ecologiche di questo intervento e sulla sua efficacia a lungo termine nella cattura del carbonio. Studiando come la natura ha fatto questo in passato, possiamo imparare di più sui possibili risultati e sulla praticità della fertilizzazione dell’oceano per mitigare il cambiamento climatico».