Pesci, balene, delfini, granchi, uccelli marini, e quasi tutto il resto che si guadagna da vivere dentro o fuori degli oceani devono la loro esistenza al fitoplancton, piante unicellulari che vivono sulla superficie dell’oceano.
Il fitoplancton è alla base di ciò che gli scienziati chiamano produttività biologica oceanica, la capacità di un corpo idrico di sostenere la vita come piante, pesci e animali selvatici.
“Una misura della produttività è la quantità netta di anidride carbonica assorbita dal fitoplancton”, ha detto Jorge Sarmiento, professore di scienze atmosferiche e oceaniche all’Università di Princeton nel New Jersey.
Le piante unicellulari utilizzano l’energia del sole per convertire l’anidride carbonica e i nutrienti in composti organici complessi, che formano nuovo materiale vegetale. Questo processo, noto come fotosintesi, è il modo in cui il fitoplancton cresce.
Le creature marine erbivore mangiano il fitoplancton. I carnivori, a loro volta, mangiano gli erbivori e così via lungo la catena alimentare fino ai primi predatori come orche e squali.
Ma in che modo l’oceano fornisce i nutrienti di cui il fitoplancton ha bisogno per sopravvivere e per sostenere tutto ciò che si guadagna da vivere dentro o fuori dall’oceano? I dettagli che circondano quella risposta sono esattamente ciò che Sarmiento spera di imparare.
Robert Frouin, un meteorologo di ricerca presso la Scripps Institution of Oceanography di La Jolla, in California, ha affermato che comprendere il processo con cui il fitoplancton ottiene i nutrienti dell’oceano è importante per comprendere il legame tra l’oceano e il clima globale.
“I processi biogeochimici marini rispondono e influenzano il clima”, ha detto Frouin. “Un cambiamento nell’abbondanza e nelle specie di fitoplancton può derivare da cambiamenti nei processi fisici che controllano l’apporto di nutrienti e la disponibilità di luce solare.”
Fornitura di ossigeno
Il fitoplancton ha bisogno di due cose per la fotosintesi e quindi la loro sopravvivenza: energia dal sole e sostanze nutritive dall’acqua. Il fitoplancton assorbe entrambi attraverso le loro pareti cellulari.
Nel processo di fotosintesi, il fitoplancton rilascia ossigeno nell’acqua. Metà dell’ossigeno del mondo è prodotto tramite la fotosintesi del fitoplancton. L’altra metà è prodotta tramite la fotosintesi sulla terra da alberi, arbusti, erbe e altre piante.
Mentre le piante verdi muoiono e cadono a terra o affondano sul fondo dell’oceano, una piccola frazione del loro carbonio organico viene sepolta. Rimane lì per milioni di anni dopo aver assunto la forma di sostanze come petrolio, carbone e scisto.
“L’ossigeno rilasciato nell’atmosfera quando questo carbonio sepolto è stato fotosintetizzato centinaia di milioni di anni fa è il motivo per cui oggi abbiamo così tanto ossigeno nell’atmosfera”, ha detto Sarmiento.
Oggi il fitoplancton e le piante verdi terrestri mantengono un equilibrio costante nella quantità di ossigeno atmosferico della Terra, che comprende circa il 20% del mix di gas, secondo Frouin.
Una foresta matura, ad esempio, assorbe anidride carbonica dall’atmosfera durante la fotosintesi e la converte in ossigeno per sostenere una nuova crescita. Ma quella stessa foresta emana livelli comparabili di anidride carbonica quando i vecchi alberi muoiono.
“In media, quindi, questa foresta matura non ha un flusso netto di anidride carbonica o ossigeno da o verso l’atmosfera, a meno che non lo tagliamo tutto per il disboscamento”, ha detto Sarmiento. “L’oceano funziona allo stesso modo. La maggior parte della fotosintesi è controbilanciata da una quantità uguale e opposta di respirazione.”
Carbon Sink
Le foreste e gli oceani non assorbono più anidride carbonica o rilasciano più ossigeno. Ma le attività umane come bruciare petrolio e carbone per guidare le nostre auto e riscaldare le nostre case stanno aumentando la quantità di anidride carbonica rilasciata nell’atmosfera.
La maggior parte degli scienziati del mondo concorda sul fatto che queste crescenti concentrazioni di anidride carbonica nell’atmosfera stanno causando il riscaldamento della Terra. Molti ricercatori ritengono che questo fenomeno potrebbe portare a conseguenze potenzialmente catastrofiche.
Alcuni ricercatori sostengono che arricchire gli oceani con il ferro stimolerebbe la crescita del fitoplancton, che a sua volta catturerebbe il carbonio in eccesso dall’atmosfera terrestre. Ma molti scienziati oceanici e atmosferici discutono se ciò fornirebbe effettivamente una soluzione rapida al problema del riscaldamento globale.
La ricerca di Frouin e del suo collega di Scripps Institution of Oceanography Sam Iacobellis suggerisce che un aumento del fitoplancton potrebbe effettivamente far crescere la Terra più calda, a causa dell’aumento dell’assorbimento solare.
“Le nostre simulazioni mostrano che aumentando l’abbondanza di fitoplancton nello strato oceanico superiore, la temperatura della superficie del mare aumenta, così come la temperatura dell’aria”, ha detto Frouin.
Come osserva Sarmiento, il fitoplancton ottiene la maggior parte della sua anidride carbonica dagli oceani, non dall’atmosfera.
“Praticamente tutta l’anidride carbonica assorbita dal fitoplancton proviene dal profondo dell’oceano, proprio come i nutrienti, dove batteri e altri organismi lo hanno prodotto respirando la materia organica che è affondata dalla superficie”, ha detto Sarmiento.