La lava di Kilauea alimenta il fitoplancton

La lava del Kilauea contiene alte concentrazioni di nutrienti che stimolano la crescita del fitoplancton, provocando un’ampia cresta di microbi rilevabile dal satellite.

Quando il vulcano Kilauea è eruttato nel 2018, ha iniettato milioni di metri cubi di lava fusa nelle acque povere di nutrienti al largo della Big Island nelle Hawaii. L'acqua di mare entrata in contatto con la lava conteneva alte concentrazioni di nutrienti che stimolavano la crescita del fitoplancton, provocando un’ampia cresta di microbi rilevabile dal satellite.

Uno studio, pubblicato su Science, (1) condotto da ricercatori dell'Università delle Hawaii (UH) a Manoa e della University of Southern California (USC) ha rivelato che questa risposta biologica si basava su concentrazioni inaspettatamente elevate di nitrato.

Il team di ricerca ha stabilito che il nitrato veniva portato nell'oceano di superficie quando il calore proveniente dall'importante apporto di lava nell'oceano riscaldava le acque profonde ricche di nutrienti e le faceva salire, fornendo allo strato illuminato dal sole sostanze nutritive.

Dopo aver osservato la fioritura del fitoplancton nelle immagini satellitari, il UH Manoa Center for Microbial Oceanography: Research and Education (C-MORE) ha organizzato una spedizione oceanografica a risposta rapida sulla nave da ricerca UH Ka'imikai-O-Kanaloa dal 13 al 17 luglio 2018 – all’apice dell'attività vulcanica di Kilauea. Il team ha condotto operazioni 24 ore su 24 nelle vicinanze della regione di ingresso della lava per testare la chimica dell'acqua e la risposta biologica al drammatico evento.

Come si è scoperto, poiché c'era molta lava nell'acqua, il ferro disciolto e il fosfato si sono uniti in particelle, rendendo questi nutrienti non disponibili per i microbi. Inoltre, l'acqua di mare profonda e riscaldata è diventata galleggiante e ha generato nitrato che ha causato il fiorire di altre classi di fitoplancton.

È possibile che questo meccanismo abbia portato a simili eventi di fecondazione degli oceani in passato associati alla formazione delle Isole Hawaii e altre significative eruzioni vulcaniche, suggeriscono gli autori. A seconda della loro posizione, un'eruzione prolungata su questa scala potrebbe anche facilitare un grande flusso di nitrati dall'oceano profondo e perturbare su larga scala, la circolazione oceanica la biologia e la chimica.

«La spedizione del luglio 2018 ha offerto un'opportunità unica per vedere in prima persona come un massiccio apporto di nutrienti esterni alteri gli ecosistemi marini che sono delicatamente in armonia con condizioni a basso contenuto di nutrienti», ha affermato il dottor Samuel T. Wilson. (2) «Le risposte degli ecosistemi a un'aggiunta così sostanziale di nutrienti vengono raramente osservate o campionate in tempo reale. UH ha una forte tradizione non solo di ricerca vulcanica, ma anche di controllo sui suoi impatti sull'ambiente circostante come oceano, acque sotterranee, atmosfera. Quest'ultimo lavoro di ricerca migliora la nostra comprensione delle interazioni lava-acqua marina nel contesto molto più ampio delle connessioni terra-oceano.»

In futuro, il team spera di campionare gli stagni di nuova formazione sul fondo del cratere Halema'uma'u e studiare ulteriormente le interazioni lava-acqua marina in laboratorio.

Riferimenti:

(1) Kilauea lava fuels phytoplankton bloom in the North Pacific Ocean

(2) Samuel T. Wilson

Descrizione foto: Eruzione del vulcano Kilauea sulla costa sud-est delle Hawaii. Sono visibili pennacchi fluttuanti di ozono causati dall'interazione di lava fusa calda e acqua di mare. - Credit: Karin Bjorkman, UH.

Autrice traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Veronica Pesenti / Articolo originale: Kilauea lava fuels phytoplankton bloom off Hawaii Island University of Hawai'i at Manoa