Nuovo fattore nel ciclo del carbonio dell'Antartico

Gli scienziati di GEOMAR dimostrano che oltre al ferro, il manganese può anche limitare la crescita del plancton che esegue la fotosintesi.

Il termine plancton descrive solitamente organismi molto piccoli che vanno alla deriva con le correnti nei mari e negli oceani. Nonostante le loro piccole dimensioni, svolgono un ruolo importante per il nostro pianeta a causa della loro immensa quantità. Il plancton fotosintetizzante, noto come fitoplancton, ad esempio, produce metà dell'ossigeno nell'atmosfera mentre lega enormi quantità di anidride carbonica (CO₂). Poiché l'Oceano Antartico intorno all'Antartide è molto ricco di sostanze nutritive, il fitoplancton può prosperare lì. È quindi una regione chiave per il controllo delle concentrazioni atmosferiche di CO₂.

Poiché gli altri nutrienti sono abbondanti, gli scienziati hanno finora ipotizzato che la quantità di ferro “micronutriente” disponibile determini quanto bene il fitoplancton prospera o meno nell'Oceano Antartico. I ricercatori del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel e del National Oceanography Center del Regno Unito hanno ora pubblicato uno studio sulla rivista internazionale Nature Communications (1) che mostra per la prima volta che in alcune aree dell'Oceano Antartico, il manganese, non il ferro, è il fattore limitante per la crescita del fitoplancton.

«Questa è una scoperta importante per la nostra capacità di valutare i cambiamenti futuri, ma anche per comprendere meglio il fitoplancton in passato», afferma il dottor Thomas J. Browning di GEOMAR, autore principale dello studio. (2)

Ricerche precedenti suggeriscono che una maggiore crescita del fitoplancton nell'Oceano Antartico è stato un fattore chiave per l'inizio delle ere glaciali negli ultimi 2,58 milioni di anni. Più fitoplancton è stato in grado di legare più CO₂, che è stata rimossa dall'atmosfera. Di conseguenza, le temperature globali medie sono ulteriormente diminuite. «Quindi è fondamentale che comprendiamo esattamente quali processi regolano la crescita del fitoplancton nell'Oceano Antartico», sottolinea il dottor Browning.

Infatti, insieme al ferro, il manganese è un altro “micronutriente” essenziale richiesto da ogni organismo fotosintetico, dalle alghe alle querce. Nella maggior parte degli oceani, tuttavia, è disponibile una quantità sufficiente di manganese per il fitoplancton da non limitare la sua crescita.

Le misurazioni nelle regioni remote dell'Oceano Antartico, d'altra parte, hanno mostrato concentrazioni di manganese molto più basse. Durante una spedizione sulla nave da ricerca britannica RRS JAMES CLARK ROSS attraverso il Passaggio di Drake tra la Terra del Fuoco e la Penisola Antartica nel novembre 2018, il dottor Browning e il suo team hanno prelevato campioni d'acqua. Mentre erano ancora a bordo, hanno usato questi campioni d'acqua e il fitoplancton che contenevano per condurre esperimenti su quali nutrienti influenzano la crescita e quali no.

«In tal modo, siamo stati in grado di dimostrare per la prima volta una limitazione del manganese per la crescita del fitoplancton nel centro del Passaggio di Drake. Più vicino alla riva, il ferro era il fattore limitante, come previsto», riferisce il dottor Browning.

Dopo la spedizione, il team ha utilizzato calcoli di modelli aggiuntivi per valutare le implicazioni dei risultati sperimentali. Tra le altre cose, hanno scoperto che la limitazione del manganese potrebbe essere stata ancora più diffusa durante le ere glaciali di quanto non lo sia oggi. «Ciò renderebbe questo fattore precedentemente non spiegato una parte centrale della comprensione delle ere glaciali», afferma il dottor Browning.

Tuttavia, poiché questo è il primo record in una specifica regione dell'Oceano Antartico, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio l'estensione geografica e la tempistica della limitazione del manganese nell'Oceano Antartico. «Abbiamo anche ancora bisogno di studiare quali fattori controllano le concentrazioni di manganese nell'acqua di mare e come il fitoplancton si adatta alla scarsità di manganese. Tutto questo è fondamentale per costruire modelli più accurati di come funziona il sistema Terra», conclude Thomas Browning.

Riferimenti:

(1) Manganese co-limitation of phytoplankton growth and major nutrient drawdown in the Southern Ocean

(2) Thomas J. Browning

Descrizione foto: Lo studio si basa su una spedizione della nave di ricerca britannica RSS James Clark Ross, mostrata qui prima di partire dalle Isole Falkland. - Credit: Thomas Browning/GEOMAR.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: New factor in the carbon cycle of the Southern Ocean identified