Che cos’è l’Upwelling costiero e perché è importante?

Scritto da: Jenna Quan

Immagina questo: Passando attraverso le porte nella Grande Sala del Bodega Marine Laboratory, sei immediatamente accolto con una spettacolare vista sull’oceano attraverso le porte di vetro lungo il corridoio. Si cammina sopra per avere una migliore vista delle onde che si infrangono nelle scogliere rocciose sulla Riserva, aprire le porte, e p pow! Una forte raffica di vento piomba immediatamente per salutarvi. Questi forti venti in primavera sono una delle caratteristiche più iconiche di Bodega Bay e del resto della costa settentrionale della California – sono anche il principale motore di un fenomeno noto come upwelling costiero.

L’upwelling costiero è il processo mediante il quale forti venti soffiano lungo le coste dei continenti e, in concomitanza con la rotazione terrestre, causano lo spostamento delle acque superficiali al largo. L’acqua delle profondità oceaniche viene quindi tirata in alto – o sollevata-in superficie per prendere il suo posto. L’upwelling costiero è strettamente legato al clima e all’economia della California; è la causa del clima nebbioso della regione, della pesca robusta e persino del gustoso vino!

L’intensità dell’upwelling lungo la costa occidentale del Nord America è variabile a causa delle differenze nelle condizioni ambientali e oceanografiche, e la California settentrionale ospita l’upwelling più intenso. La corrente californiana, incapsulando Bodega Bay, è uno dei quattro principali ecosistemi guidati dall’upwelling nel mondo – le interessanti e uniche opportunità di ricerca create da questa caratteristica della regione sono una delle cose che hanno reso Bodega Marine Laboratory una calamita per i ricercatori per oltre 50 anni.

Perché l’upwelling costiero è importante?

Quindi, l’acqua di superficie viene spinta in mare aperto e sostituita dall’acqua di fondo – perché è importante? Sebbene all’inizio possa sembrare che tutta l’acqua di mare sia la stessa, l’acqua dalle profondità è in realtà molto diversa per temperatura, contenuto di nutrienti e composizione chimica rispetto a quella delle acque superficiali. L’acqua di fondo tende ad essere più fredda a causa della mancanza di luce solare, più ricca di nutrienti a causa della decomposizione della sostanza organica di sedimentazione e più acida e meno ossigenata. Quando quest’acqua viene tirata in superficie ed esposta alla luce solare, i nutrienti al suo interno aiutano ad alimentare un ecosistema guidato da un’elevata produzione primaria.

Questo aumento dell’abbondanza di organismi al livello più basso della rete alimentare marina consente ai consumatori più in alto nella rete alimentare di ottenere il cibo e l’energia di cui hanno bisogno per prosperare. Questo è il motivo per le grandi popolazioni di mammiferi marini e uccelli marini, così come le abbondanti attività di pesca in questa regione. In effetti, l’impatto che la produzione primaria ha sul resto della comunità è dimostrato più chiaramente durante gli anni in cui l’upwelling si verifica a bassi tassi e si traduce in un aumento dei tassi di mortalità degli uccelli marini e di altri consumatori principali a causa della mancanza di cibo nell’ecosistema.

Cambiamento climatico& Upwelling Ecosystems

Molte ricerche sono state fatte presso il Bodega Marine Laboratory per determinare gli effetti che il cambiamento climatico avrà sugli ecosistemi marini, affrontando in particolare le principali minacce sotto forma di aumento della temperatura dell’acqua e acidificazione degli oceani. L’acidificazione dell’oceano si riferisce al processo mediante il quale l’anidride carbonica atmosferica viene disciolta nell’oceano, causando l’aumento dell’acidità dell’oceano. Questo cambiamento nella chimica dell’acqua di mare ha una varietà di impatti dannosi sulla vita marina, come ridurre la qualità dei gusci duri degli organismi, alterare la capacità degli individui di comunicare tra loro e rispondere ai segnali dei predatori, e altro ancora che i ricercatori stanno studiando attivamente.

Ricordiamo dall’alto che una caratteristica dell’acqua rialzata è che è più acida dell’acqua superficiale che sostituisce. Pertanto, popolazioni di organismi che si sono evoluti in ecosistemi che sperimentano un costante upwelling, come Bodega Bay, sono stati storicamente esposti a acque più acide rispetto alle popolazioni in ecosistemi in cui l’upwelling è debole o assente. Ciò solleva la questione se le popolazioni provenienti da regioni con upwelling più forte abbiano evoluto differenze nella loro tolleranza all’acidità e, in caso affermativo, le popolazioni di queste regioni avranno più o meno successo di fronte all’acidificazione degli oceani?

Attualmente sono in corso ricerche per rispondere a queste domande da parte del Dott. Dan Swezey, un collaboratore all’interno del gruppo di ricerca Bodega Ocean Acidification. Il suo lavoro che studia le popolazioni di abalone rosso ha dimostrato che l’abalone rosso proveniente da forti popolazioni di upwelling (California settentrionale) è più tollerante delle acque acide rispetto a quelle provenienti da popolazioni di upwelling più deboli (California meridionale), una scoperta importante che può aiutare l’industria dell’acquacoltura di abalone a rifornire queste strutture di coltura di abalone altrove con

I ricercatori di UC Davis continuano a condurre ricerche volte a comprendere meglio le cause e gli effetti dell’upwelling costiero:

Larve robotiche

Molte specie costiere, sia vertebrati come pesci che invertebrati come granchi, iniziano la vita schiudendosi da un uovo e passando attraverso uno stadio larvale in cui sono molto piccoli e vulnerabili ad essere trasportati lontano da habitat adatti attraverso i movimenti dell’acqua. Il Morgan Lab è stato focalizzato sulla comprensione di come il movimento delle acque superficiali dovuto all’upwelling costiero influenzi i modelli di distribuzione larvale di diverse specie costiere. La distanza che le larve si disperdono dalle loro popolazioni di genitori è specifica per specie e può essere monitorata implementando nuove larve robotiche che simulano i modelli di nuoto verticale degli organismi e servono come test sperimentale sul campo di come le larve potrebbero regolare fino a che punto vengono trasportate.

Shell Forensics

La dottoranda Veronica Vriesman del Ocean Climate Lab ha combinato tecniche di ricerca biologica e geologica per studiare gli effetti dell’upwelling costiero sulla crescita delle conchiglie di cozze. Le cozze sono “ingegneri dell’ecosistema” che creano spazio di habitat per molte altre specie per prosperare sulla costa; pertanto, l’influenza che gli eventi di upwelling hanno sulla salute delle cozze può essere indicativa di come l’intera comunità sia influenzata dagli eventi di upwelling. Veronica confronta i modelli nella struttura del guscio delle cozze negli ultimi decenni per capire gli effetti dell’upwelling su come le cozze sono adattabili ai loro ambienti mutevoli.

Precedente &Monitoraggio continuo

Progetti passati, come il progetto NSF WEST guidato dal Dr. John Larger, ha utilizzato la modellazione del campionamento fisico e biologico & per fare progressi nella comprensione della natura fondamentale dei meccanismi di upwelling. Questi progetti passati hanno fornito informazioni cruciali come gli effetti che troppo vento, vento interrotto e altro hanno sul processo di upwelling. Ora, BML ospita il Bodega Ocean Observing Node (BOON) che monitora costantemente le condizioni costiere associate all’upwelling come la temperatura dell’acqua di mare, la salinità, l’ossigeno disciolto, la clorofilla del fitoplancton, la velocità e la direzione del vento, le correnti marine e le onde e altro ancora. Questi dati sono molto importanti perché consentono ai ricercatori di monitorare l’upwelling nel tempo e studiare come queste condizioni costiere influenzano gli organismi e le comunità nel loro complesso sulla costa settentrionale della California.

Contributing Scientists:

Grazie ai ricercatori del Bodega Marine Laboratory che hanno condiviso le loro conoscenze e competenze per rendere possibile questo articolo.

Incontro con l’Autore: Jenna Quan

Jenna Quan è una studentessa universitaria del quarto anno che si laurea in evoluzione, ecologia e biodiversità e in educazione. Ha una passione per l’ecologia e la biologia, in particolare nei sistemi marini. Dopo la laurea, spera di perseguire un dottorato di ricerca in ecologia e continuare nel mondo accademico. Quando Jenna non sta lavorando su progetti di ricerca presso BML o in un laboratorio di genetica, lei è co-capitano della squadra di danza UC Davis e lavorando sui suoi progetti di lavoro a maglia!