Impatto del ferro sulla biogeochimica dell’oceano

Il ferro (Fe) agisce come un micronutriente essenziale in molti processi biologici e ha un ruolo centrale nei cicli biogeochimici marini. Scienziati marini finanziati dall’UE hanno studiato il rilascio di Fe dai sedimenti oceanici in regioni prive di ossigeno conosciute come zone a ossigeno minimo.

Cambiamento climatico e Ambiente

Il continuo aumento delle zone a ossigeno minimo negli ultimi anni dovuto ad attività umane potrebbe influenzare la fertilità degli oceani, potenziando l’efficienza di riciclo del Fe biodisponibile dai fondali. L’obiettivo del progetto BICYCLE (Benthic iron cycling in oxygen minimum zones and implications for ocean biogeochemistry) era quello di confrontare il rilascio di Fe dai sedimenti con la deossigenazione passata e presente e studiare i possibili effetti sui cicli biogeochimici marini. I partner del progetto hanno studiato le concentrazioni di ferro in campioni dei sedimenti e nell’acqua intersiziale (l’acqua trai grani dei sedimenti) nelle zone a ossigeno minimo peruviane. I risultati hanno mostrato che i sedimenti sono una fonte importante di ferro biodisponibile per la colonna d’acqua locale. La maggior parte del ferro rilasciato però si deposita vicino alla fonte invece di essere trasportato in mare aperto, dove ha un ruolo importante nella produzione primaria. Un nucleo di sedimenti lungo 15 metri è stato usato per tracciare il rilascio di ferro dai sedimenti del fondale negli ultimi 140 000 anni, dalla penultima interglaciazione. I risultati hanno indicato che il rilascio del ferro era più intenso durante i periodi di ossigenazione leggermente maggiore, come nel picco delle condizioni glaciali. Un maggiore rilascio di ferro a livelli più alti di ossigeno potrebbe essere dovuto a concentrazioni più basse di solfuro di idrogeno nel sedimento superficiale, che riduce la ritenzione di ferro. Il progetto ha anche sviluppato un modello generale di come la deossigenazione dell’oceano influenzerà il rilascio di ferro dal sedimento del fondale in futuro. I ricercatori hanno compilato un database dei flussi di ferro nei fondali e lo hanno usato per identificare una connessione tra il flusso di ferro nel fondale marino, i tassi pluviali di carbonio organico e l’ossigenazione dell’acqua del fondale. Queste informazioni sono state usate per condurre esperimenti di modellizzazione per determinare quale sia il modo migliore per incorporare la fonte di ferro dei fondali nei modelli biogeochimici globali del sistema Terra. Inoltre i ricercatori hanno migliorato il modo di caratterizzare le interazioni dissolto-particolato nell’acqua per determinare fino a che punto il Fe derivato dal sedimento viene esportato dalle regioni anossiche dell’oceano. La sostanza particellare raccolta dalla colonna d’acqua durante una crociera di ricerca sul margine continentale peruviano ha rivelato che la maggior parte del Fe nella colonna d’acqua anossica è ossidato (e quindi smobilitato) dal nitrato piuttosto che dall’ossigeno. BICYCLE ha fornito nuove informazioni sul destino del Fe derivato dal sedimento in regioni dell’oceano carenti di ossigeno e su come il rilascio di Fe sedimentario è stato influenzato dal cambiamento ambientale in passato. I modelli sviluppati dal progetto danno un contributo diretto alle attività dell’UE per prevedere come i cambiamenti ambientali indotti dall’uomo influenzeranno il sistema Terra e mari in futuro.