Il ruolo della silice marina e del carbonio nei cicli biogeochimici
Il progetto MUSICC (Multi-proxy approach of marine silicon and carbon biogeochemical cycles) si è basato su due assi di ricerca distinti. Il primo ha coinvolto i cicli di Si e C nell’Oceano Antartico ed è stato sviluppato attraverso due progetti internazionali, KEOPS-2 e SAZ. KEOPS-2 ha studiato una naturale fioritura di fitoplancton fertilizzata mediante ferro nell’Oceano Antartico (pianoro delle Kerguelen), dominato da diatomee, un gruppo di alghe che necessita di Si per costruire il proprio frustolo di silice. I risultati hanno evidenziato l’importanza della presenza di Si in estate, la quale ha permesso agli scienziati di proporre un bilancio stagionale relativo al ciclo del Si presente presso il pianoro delle Kerguelen, uno degli obiettivi specifici del progetto MUSICC. Tale bilancio include l’apporto di Si durante l’estate e l’inverno, in relazione alla colonna d’acqua inferiore, e la produzione di Si lorda e netta, così come il relativo spostamento. Il progetto SAZ ha utilizzato le misurazioni degli isotopi di Si per monitorare i flussi stagionali di silice verso il mare profondo, nel momento in cui viene catturato da serie cronologiche relative a fosse di deposito, per le tre zone principali (antartica, frontale polare e subantartica) dell’Oceano Antartico. Le variazioni nel flusso esportato di silice biogenica hanno rivelato una diminuzione del tasso di affondamento delle diatomee a valori molto bassi in inverno, permettendo così alle particelle di rimanere nella colonna d’acqua fino alla primavera seguente. Ciò è rilevante per la pompa biologica del carbonio, la quale trasferisce il carbonio dalla superficie alle profondità oceaniche, luogo in cui si deposita. Il secondo asse di ricerca riguarda il ciclo del Si all’interfaccia tra continenti e oceano. Studi precedenti hanno dimostrato che l’isotopo di Si disciolto (d30Si) è controllato attraverso l’utilizzo del suolo a livello di sottobacino, e pertanto può essere utilizzato come indicatore sensibile alle pressioni antropiche in quanto al ciclo del Si. Il progetto MUSICC ha collaborato con gli scienziati indiani per analizzare 18 estuari sia nella stagione secca che durante quella monsonica, al fine di studiare il ciclo del Si. I risultati indicano che la fonte Si presso l’estuario è insensibile alla stagione e cambia di poco durante il monsone. Pertanto, il Si non sembra essere il nutriente limitante negli estuari indiani, e gli isotopi di Si dei fiumi a monte degli estuari sono più legati agli agenti atmosferici e all’utilizzo del territorio, rispetto allo scarico stagionale. Il progetto MUSICC ha dimostrato che la naturale composizione isotopica del Si consente l’identificazione della fonte di Si e stime quantitative dei relativi flussi e della miscelazione su scala annuale. Inoltre, la diluizione isotopica del Si è la tecnica più precisa e sensibile per determinare i flussi di assorbimento-dissoluzione a breve termine.
Parole chiave
Carbonio, cicli biogeochimici, silicio, MUSICC, Oceano Antartico
