I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno finito di studiare come l’indebolimento preistorico di una grande corrente oceanica abbia portato a una diminuzione dei nutrienti oceanici e a impatti negativi sulla vita oceanica del Nord Atlantico. I risultati supportano le previsioni su come i nostri oceani potrebbero reagire al cambiamento del clima e su cosa questo significhi per la vita oceanica.
L’Oceano Atlantico settentrionale è un centro di attività biologica, in gran parte grazie alla Corrente del Golfo, che fornisce una ricca corrente di nutrienti. Gli scienziati hanno ipotizzato che il cambiamento del clima possa portare a una diminuzione dei nutrienti e dell’attività biologica nell’Atlantico settentrionale, a causa dell’indebolimento della circolazione oceanica, ma in precedenza questa teoria era supportata solo da modelli.
Ora, studiando i sedimenti sepolti all’origine della Corrente del Golfo, l’équipe ha condotto un’indagine, per la prima volta nel suo genere, sull’impatto di un simile declino indotto dal clima quasi 13.000 anni fa, quando la Terra uscì dall’ultima era glaciale.
Il lavoro, “A Diminished North Atlantic Nutrient Stream During Younger Dryas Climate Reversal”, è stato pubblicato su Science.
Guidato da Jean Lynch-Stieglitz, professore presso la Scuola di Scienze della Terra e dell’Atmosfera della Georgia Tech, il team comprendeva anche gli ex studenti di Lynch-Stieglitz: Tyler Vollmer, Shannon Valley ed Eric Blackmon, oltre a Sifan Gu (Scuola di Oceanografia dell’Università Jiao Tong) e Thomas Marchitto (Università del Colorado, Boulder).
“La ricerca mette alla prova un concetto che in precedenza era stato esplorato solo nella teoria e nei modelli”, spiega Lynch-Stieglitz. “La circolazione atlantica a grande scala fornisce i nutrienti che sono alla base della produttività biologica nell’Atlantico settentrionale”.
Poiché si prevede che la corrente continuerà a indebolirsi nel corso del prossimo secolo a causa delle emissioni di gas serra, i ricercatori prevedono che il Nord Atlantico riceverà sempre meno nutrienti.
“Questo concetto ha implicazioni reali per la salute futura degli oceani e della pesca”, spiega Lynch-Stieglitz. Gli impatti vanno dal declino delle popolazioni ittiche al potenziale impatto sulla quantità di CO2 che l’oceano può assorbire.
“I drammatici cambiamenti climatici che la Terra ha sperimentato in passato possono aiutarci a capire quali parti del sistema Terra sono vulnerabili ai cambiamenti e a valutare le idee sugli impatti dei cambiamenti climatici in corso”, ha aggiunto.
Un mistero improbabile
Il team ha studiato lo Younger Dryas, un periodo di tempo durante la transizione dall’ultima era glaciale in cui si è verificato un indebolimento della circolazione atlantica.Esaminando il modo in cui il flusso di nutrienti è cambiato quando la circolazione si è indebolita in passato, i ricercatori speravano di capire meglio cosa possiamo aspettarci dal riscaldamento degli oceani di oggi.
Tuttavia, inizialmente il team non era partito con questo obiettivo in mente: il lavoro è iniziato come un progetto di ricerca per studenti universitari con un mistero intrigante. Eric Blackmon, allora studente del laboratorio di Lynch-Stieglitz, era interessato a indagare sulla scomparsa di una specie di plancton dall’Oceano Atlantico settentrionale durante l’ultima era glaciale.
“Il risultato di questo studio fu sconcertante”, ricorda Lynch-Stieglitz. Il team ha deciso di utilizzare una tecnica raramente usata per comprendere meglio i risultati. Il metodo di ricostruzione della concentrazione di ossigeno nell’acqua marina ha prodotto una registrazione insolitamente chiara di come la concentrazione di ossigeno nell’acqua marina sia cambiata nel tempo.
“Il nostro team si è reso conto che, se combinata con una precedente ricostruzione della chimica dell’acqua marina, questa tecnica forniva informazioni chiave sulla storia e sui meccanismi di apporto di nutrienti nell’Oceano Atlantico settentrionale”, spiega Lynch-Stieglitz. “Ci siamo proposti di rispondere a una piccola domanda e, strada facendo, abbiamo scoperto che i nostri dati hanno implicazioni più ampie di quanto avessimo previsto”.
Bellissime minuscole conchiglie
Con questa nuova tecnica, il team ha analizzato gli strati di sedimenti nello Stretto della Florida, uno stretto passaggio tra le Florida Keys e Cuba, dove il Golfo del Messico e l’Oceano Atlantico si incontrano.
Con il carotaggio di questi strati e il prelievo di un campione cilindrico, “gli strati di sedimenti accumulati forniscono una storia ambientale del sito”, spiega Lynch-Stieglitz. In questo caso, “abbiamo osservato come i gusci di organismi unicellulari chiamati foraminiferi sono cambiati nel tempo”. Poiché i foraminiferi vivono sul fondo dell’oceano, i loro gusci si accumulano all’interno di ogni strato di sedimenti, conservando importanti firme chimiche che possono essere utilizzate per ricostruire la chimica dell’oceano in cui risiedevano.
“È piuttosto sorprendente che la chimica degli oceani del passato possa essere ricostruita in modo così dettagliato utilizzando conchiglie bellissime e minuscole”, afferma Lynch-Stieglitz.
La ricerca ha dimostrato che durante il Dryas minore, con l’indebolimento della circolazione ascensionale, i nutrienti nella Corrente del Golfo sono diminuiti e la quantità di ossigeno nello Stretto della Florida è aumentata.
Il team ha anche scoperto che, con la diminuzione del flusso di nutrienti, è diminuita anche la produttività biologica nell’Atlantico settentrionale.
“Lo studio rappresenta un importante sviluppo del proxy basato sugli isotopi del carbonio per le concentrazioni di ossigeno del passato”, afferma Lynch-Stieglitz. “La documentazione è molto pulita e l’entità e la tempistica dei cambiamenti nell’ossigeno disciolto si rispecchiano in modo sorprendente nella ricostruzione dei fosfati”.
Oltre il clima
Oltre a queste scoperte sul funzionamento dell’oceano, lo studio dei foraminiferi da parte del team fornisce anche nuovi modi per capire come i nutrienti vengono ciclati nell’oceano e come noi li indaghiamo. Queste finestre sul modo in cui gli oceani della Terra sono cambiati in passato forniscono uno strumento fondamentale per testare i modelli, consentendoci di prevedere meglio come i nostri oceani e le risorse che essi forniscono potrebbero rispondere ai cambiamenti climatici in futuro.
“I cambiamenti fisici nel sistema terrestre possono avere profondi cambiamenti sulla vita nell’oceano e impatti di vasta portata”, osserva Lynch-Stieglitz. “Il cambiamento climatico non riguarda solo il clima”.
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