Sapevi che metà dell'ossigeno che respiri proviene dagli oceani?

Il fitoplancton e altre piante marine producono metà dell'ossigeno atmosferico della Terra e hanno grandi effetti sulle reti alimentari e sul clima. Per svilupparsi e crescere dipendono da nutrienti provenienti dal cielo difficili da quantificare. Ricordiamo sicuramente che le piante assorbono l’anidride carbonica dall’aria per produrre composti organici e rilasciare l’ossigeno di cui gli organismi aerobici, compreso l’uomo, hanno bisogno per vivere.

Ciò che molti non sanno è che la loro controparte acquatica, in particolare tutto il fitoplancton, e i microbi nell’oceano producono tanto ossigeno quanto quelli sulla terra. Infatti, un respiro su due che facciamo riempie i nostri polmoni con l’ossigeno generato negli oceani.

Come indicato in un rapporto del National Ocean Service degli Stati Uniti, circa la metà dell'ossigeno della Terra proviene dall'oceano, quasi la stessa quantità viene consumata dalla vita marina. Sulla terra, piante e microbi autotrofi estraggono nutrienti dal suolo, anidride carbonica dall’aria ed energia dal sole per produrre il proprio cibo in un processo chiamato produzione primaria. Lo stesso processo avviene in mare, ma in oceano aperto gli autotrofi vicino alla superficie non possono estrarre i nutrienti direttamente dalle rocce o dai sedimenti sul fondo del mare, come indica Eos.

E poiché vivono lontano dalle foci dei fiumi, spesso fanno affidamento sugli aerosol portati dal vento, come la polvere minerale, per soddisfare i loro bisogni nutrizionali quotidiani.

La necessità di comprendere meglio questo processo

Data l’importanza dell’intero processo, studiare in che misura i nutrienti provenienti dagli aerosol trasportati dal vento alimentano la produzione primaria in mare aperto è un’area di ricerca attiva. Queste informazioni sono vitali per la nostra comprensione dell’attività biologica fondamentale su gran parte della superficie terrestre, nonché di come questa attività influenza altre forme di vita marina che supportano il fitoplancton.

Un caso di grande interesse è la polvere sollevata dal vento nel deserto del Sahara e trasportata attraverso l’Oceano Atlantico fino al Nord America o all’Amazzonia, trasportando nel processo sostanze nutritive. È anche essenziale per la nostra comprensione del clima globale perché una frazione del carbonio assorbito dal biota marino nella fotosintesi finisce per essere sequestrata nelle profondità dell’oceano.

Tuttavia, le difficoltà nel quantificare gli scambi di nutrienti tra l’atmosfera e l’oceano in natura e in laboratorio pongono grandi sfide al raggiungimento di una buona comprensione. Un gruppo internazionale chiamato RUSTED (Reducing Uncertainty in Soluble aerosol Trace Element Deposition) sta ora affrontando queste sfide per garantire che i dati sui nutrienti degli aerosol provenienti da diversi sforzi di ricerca possano essere confrontati e interpretati in modo efficace per far luce sugli impatti macroscopici degli organismi marini microscopici.

Né tanto né poco

Come sulla terra, i produttori primari nell’oceano si sono adattati a prosperare in un intervallo ottimale di luce e temperatura e con il giusto equilibrio di nutrienti, sia micro che macro. I microbi marini che generano ossigeno richiedono minerali inorganici, noti come micronutrienti, e vitamine organiche in quantità relativamente piccole per mantenere una crescita sana e le capacità riproduttive.

Le piante hanno bisogno di micronutrienti, in particolare di ferro, per la produzione di energia e la catalisi biochimica, che in definitiva aiuta l’assimilazione dei macronutrienti, vale a dire carbonio, azoto e fosforo. Alcuni nutrienti, in particolare metalli come rame e cadmio, sono benefici a bassi livelli ma diventano dannosi per la salute del fitoplancton e di altre piante e organismi marini come i pesci che se ne nutrono, a livelli che superano le soglie di tossicità.

Pertanto, se vengono modificati gli approvvigionamenti atmosferici e il trasporto di micronutrienti verso l’oceano aperto, ciò può alleviare o esacerbare la limitazione dei nutrienti. Ecco perché è importante capire dove, quando e perché questi cambiamenti possono verificarsi.

I grandi eventi naturali di emissione di aerosol, come tempeste di polvere, incendi ed eruzioni vulcaniche, a volte producono grandi quantità di particelle sospese nell’aria contenenti sostanze nutritive, sufficienti a innescare fioriture algali osservate dallo spazio. Questi fenomeni spesso ridistribuiscono i nutrienti su grandi distanze, dalle regioni di origine terrestre agli ecosistemi oceanici (o terrestri) remoti. Tuttavia, la semplice diffusione di queste particelle sull’oceano non garantisce che gli autotrofi oceanici siano ben nutriti.