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CArbon Production of under-ICE phytoplankton blooms in a changing Arctic Ocean

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È stato scoperto il contributo che il fitoplancton sotto il ghiaccio apporta alla produzione di carbonio per formulare una previsione più accurata dei cambiamenti climatici

Le microscopiche piante marine conosciute come fitoplancton stanno subendo cambiamenti considerevoli nell’Oceano artico. I ricercatori finanziati dall’UE hanno studiato il modo in cui le grandi fioriture di fitoplancton sotto il ghiaccio marino che si sta assottigliando influenzano il ciclo del carbonio e la catena alimentare.

Cambiamento climatico e Ambiente

Il ghiaccio marino riduce fortemente l’effetto della radiazione solare e si ritiene che il fitoplancton, che favorisce il sequestro della CO2 marina dell’Artico, cresca solo in acque libere quando il ghiaccio marino si ritira in primavera. Tuttavia, la scoperta di grandi fioriture di fitoplancton che crescono sotto il ghiaccio marino contraddice questa convinzione. Si è ipotizzato che la produttività delle fioriture sotto il ghiaccio (UIB, under-ice blooms) nelle regioni coperte da ghiacci sia dieci volte superiore rispetto a quella attualmente elaborata dai modelli, il che indica che esistono incertezze enormi nelle previsioni sui cambiamenti climatici. Intrapreso con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto CAP-ICE, finanziato dall’UE, ha studiato la presenza delle UIB e i meccanismi fisici che controllano il loro inizio e la loro produttività. L’obiettivo era quello di quantificare con precisione il modo in cui le UIB influenzano il ciclo del carbonio e il clima dell’Artico.

Ripercussioni del riscaldamento climatico

CAP-ICE si è proposto di comprendere il motivo, il momento e il luogo legati alla presenza di tali UIB. «Questi cambiamenti possono comportare ripercussioni a cascata su coloro che dipendono da tali risorse, come lo zooplancton, i pesci e, in particolare, le comunità indigene. CAP-ICE è quindi vicino a rivelare i cambiamenti causati dai cambiamenti climatici e la rilevanza sociale per le comunità che vivono nell’estremo nord», afferma Mathieu Ardyna, borsista del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. La principale ipotesi a cui è approdato CAP-ICE è che nella condizione attuale di riscaldamento climatico, le UIB sono più frequenti e produttive rispetto alle fioriture in acque libere. Ciò è dovuto alle elevate concentrazioni di nutrienti che si trovano sotto il ghiaccio marino e alla maggiore trasmissione della luce attraverso il ghiaccio più sottile. Per testare questa teoria, i ricercatori hanno caratterizzato le condizioni ambientali ottimali che controllano l’inizio e l’ordine di grandezza delle UIB.

Contributo di satelliti e piattaforme autonome

CAP-ICE ha unito l’osservazione della terra, la modellazione e gli approcci tecnologici innovativi con molteplici spedizioni nella regione panartica per fornire nuove osservazioni sul campo sulle condizioni ambientali che controllano le UIB. Il team ha progettato un modello di ghiaccio marino/biogeochimico accoppiato ottenuto da satellite adattato alle acque artiche sotto il ghiaccio e ha integrato il contributo di carbonio delle UIB al ciclo del carbonio marino dell’Artico per fornire un quadro più accurato. «Poiché le UIB sono invisibili ai sensori satellitari che misurano il colore degli oceani, lo sviluppo di un nuovo modello che si adatti agli ambienti sotto il ghiaccio consentirà di quantificare il contributo apportato dalle UIB al ciclo del carbonio dell’Artico», spiega Ardyna. Infine, il lancio avvenuto di recente di piattaforme robotiche autonome conosciute come galleggianti biogeochimici Argo sosterrà la prima valutazione della produzione primaria delle UIB e l’esportazione di carbonio nell’Oceano artico nonché l’attuazione di una rete artica biogeochimica Argo. I galleggianti si adattano alle condizioni estreme dell’Artico e prevedono l’uso di sistemi anticollisione contro il ghiaccio marino. Tra le altre piattaforme autonome figurano alianti, profilatori ormeggiati al ghiaccio (ITP, ice-tethered profilers) e veicoli comandati a distanza.

Scoperte scientifiche

Il progetto ha contribuito a fornire alla comunità scientifica le conoscenze urgentemente necessarie riguardo alla dinamica del fitoplancton nell’Oceano artico e a nuove possibili direzioni per la ricerca sull’Artico. CAP-ICE ha scoperto che le fioriture di fitoplancton sono indotte da camini idrotermali nell’Oceano antartico ricorrendo a moderne piattaforme di ricerca autonome. CAP-ICE ha contribuito in modo considerevole alla comprensione dei cicli biogeochimici sotto il ghiaccio attraverso spedizioni, satellite e moderne piattaforme autonome. «Questo lavoro orienterà la strategia europea per l’osservazione globale degli oceani, rafforzerà l’eccellenza della ricerca europea e affronterà una grande sfida sociale», conclude Ardyna.

Parole chiave

CAP-ICE, UIB, ghiaccio marino, ciclo del carbonio, satellite, autonomo, Oceano artico, fioriture di fitoplancton sotto il ghiaccio, galleggiante biogeochimico Argo

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