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Le zone minime di ossigeno, l’acidificazione degli oceani, l’inquinamento chimico e da plastiche

 

 

Le zone minime di ossigeno (OMZ)

Conosciuto anche come zona d'ombra, la zona minima dell'ossigeno (OMZ) è la zona più bassa della concentrazione di ossigeno nell'acqua marina dell'oceano. A seconda delle circostanze locali, le OMZ avvengono a profondità di circa 200 a 1,500m. Le OMZ si trovano normalmente lungo la costa occidentale dei continenti, quindi si trovano in tutto il mondo. I processi biologici e fisici interagiscono contemporaneamente. I processi biologici riducono la concentrazione di ossigeno mentre i processi fisici limitano la miscelazione di questa acqua con le acque circostanti. Questo crea un pool di acqua in cui la concentrazione di ossigeno scende al di sotto di 2mg/l dal range normale di 4-6m/l.

Processi fisici e biologici. Le acque generalmente più calde concentrano meno ossigeno delle acque più fredde mentre le acque oceaniche superficiali concentrano l'ossigeno vicino all'equilibrio con l'atmosfera terrestre. L'acqua è normalmente esposta a una pioggia di materia organica dall'alto, mentre l'acqua si sposta dallo strato misto nel termoclino. L'ossigeno viene consumato dai batteri aerobici per nutrirsi, quindi riduce la sua concentrazione in acqua. La concentrazione di ossigeno nelle acque profonde dipende dalla sua concentrazione mentre si trovava sulla superficie per sottrarre quella degli organismi marini.

La concentrazione di ossigeno è più alta nelle profondità dell'oceano, a causa della fornitura polare di acque fredde e profonde ricche di ossigeno. Ciò è dovuto anche al basso consumo di ossigeno da parte degli organismi marini che raramente si trovano in tali zone. La distribuzione delle zone minime di ossigeno nell'oceano aperto è normalmente controllata dai processi biologici e fisici locali e anche dalla circolazione oceanica su larga scala.

Vita nella zona minima dell'ossigeno. Gli organismi si sono evoluti per vivere intorno e nelle OMZ nonostante il fatto che ci sia una bassa concentrazione di ossigeno. Includono il calamaro vampiro (Vampyroteuthis infernalis) e il gigante rosso mysid (Gnathophausia ingens). Questi organismi hanno speciali caratteristiche adattative per far fronte alla minore quantità di ossigeno o meglio estrarre ossigeno dall'acqua in modo più efficiente.

Ruolo delle zone minime di ossigeno. Queste zone regolano la produttività e la struttura della comunità ecologica dell'ossigeno globale.

 

Le OMZ, spesso situate al confine orientale di un bacino oceanico, si stanno espandendo a causa dei cambiamenti climatici. La posizione di queste zone è dovuta a una combinazione di fattori:  

l'acqua dell'oceano contiene meno ossigeno;

l'aumento delle temperature superficiali porta ad una maggiore stratificazione (e ad una minore miscelazione);

infine, l'aumento della CO2 in superficie o dei nutrienti derivanti dal deflusso costiero porta ad una maggiore produzione di fitoplancton. Man mano che il fitoplancton muore e affonda, c'è un aumento commisurato dell'attività batterica che porta a livelli più bassi di ossigeno nell'OMZ.

Si prevede che l'espansione delle OMZ oceaniche aumenteranno con l’aumentare delle temperature globali. Tra i molteplici effetti vi saranno i processi microbici alterati che producono e consumano nutrienti e gas chiave, cambiamenti nella dinamica della preda predatore e cambiamenti nell'abbondanza e nell'accessibilità delle specie pescate commercialmente.

 

 

 

Acidificazione degli oceani.

Il termine acidificazione degli oceani è usato per descrivere il continuo aumento dell'acidità (diminuzione del pH dell'oceano) causato dall'oceano che assorbe una parte della CO2 atmosferica prodotta dalla combustione di combustibili fossili. Sebbene ciò possa essere considerato positivo in termini di riduzione dei livelli di CO2 nell'atmosfera e di riduzione degli impatti dei cambiamenti climatici, l'acidificazione degli oceani ha il potenziale di causare impatti diffusi e profondi sugli ecosistemi marini. L'acidificazione degli oceani, come i cambiamenti climatici, è una terribile conseguenza della vita in un mondo ad alta CO2 e per questo motivo, l'acidificazione degli oceani è stata soprannominata il "gemello malvagio dei cambiamenti climatici".

 

 


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La chimica dell’acidificazione degli oceani


 

 

Il pH medio delle acque superficiali degli oceani è già diminuito di circa 0,1 unità, da circa 8,2 a 8,1 dall'inizio della rivoluzione industriale. Ciò è molto significativo in quanto la scala del pH è logaritmica, il che significa che una caduta di appena 0,1 unità pH rappresenta un aumento del 25% di acidità. L'acidità degli oceani di superficie è già aumentata di circa il 30% dai tempi preindustriali.

Recentemente i ricercatori dell'Università di Cardiff hanno iniziato a ricostruire i livelli di acidità degli oceani e i livelli di CO2 atmosferica negli ultimi 22 milioni di anni studiando i fossili di piccole creature marine che un tempo vivevano vicino alla superficie dell'oceano e analizzando la chimica dei loro gusci per determinare l'acidità di l'acqua di mare in cui vivevano. I ricercatori hanno scoperto che il pH oceanico di 7,8 (uno degli scenari previsti per il 2100) si verificò nel Miocene circa 14 milioni di anni fa. In quel periodo le temperature globali erano circa 3°C più calde di oggi a causa del naturale ciclo geologico della Terra.

Il cambiamento previsto nella chimica di base degli oceani avrà probabilmente un impatto di vasta portata sulle specie e sugli ecosistemi marini, per cui gli organismi potrebbero rispondere: migrando verso un'area meno colpita o non colpita, adattandosi alle nuove condizioni o estinguendosi. Le specie risponderanno all'acidificazione degli oceani in modo diverso, ma la natura globale dell'acidificazione degli oceani unita al tasso di cambiamento significa che alcune specie perderanno mentre altre saranno in grado di cavalcare i cambiamenti o addirittura prosperare. Complessivamente questi effetti altereranno le reti alimentari con il potenziale impatto sulle funzioni dell'ecosistema.

Organismi marini come il plancton calcareo, gli angeli marini, i crostacei, i ricci di mare, i crostacei e i coralli di acque profonde che si basano sul carbonato disciolto per costruire i loro gusci o scheletri esterni sono quelli maggiormente a rischio.

Recenti ricerche indicano che l'acidificazione degli oceani potrebbe minacciare circa il 70% dei coralli che vivono al di sotto dei 1.500 m nell'Atlantico settentrionale entro il 2050.

Gli impatti dannosi dell'acidificazione degli oceani si estendono ben oltre quelli associati alla secrezione delle strutture di carbonato di calcio, per cui gli impatti includono:

-          ridotta sopravvivenza negli stadi larvali delle specie marine, compresi pesci e molluschi commerciali

-          insufficienza dello sviluppo negli invertebrati in fase di fecondazione, uovo e larve, insediamento e riproduzione

-          livelli eccessivi di CO2 nel sangue dei pesci e dei cefalopodi che possono causare tossicità sufficiente per ridurre significativamente la crescita e la fecondità in alcune specie

 

 

 

Inquinanti

Molte attività umane causano il rilascio di sostanze pericolose sintetiche nell'oceano o la ridistribuzione di sostanze presenti in natura che possono avere effetti deleteri sulla vita marina. Tali inquinanti includono: sostanze chimiche, olio, sostanze radioattive, sostanze nutritive, plastica e altri detriti. I loro effetti possono talvolta uccidere direttamente gli organismi o danneggiarli in modo da minare l'integrità dell'ecosistema.

I prodotti chimici sintetici che sono tossici, di lunga durata e bioaccumulati sono collettivamente noti come inquinanti organici persistenti (POP) e questi includono prodotti chimici usati come ritardanti di fiamma, solventi e pesticidi, che vengono facilmente trasportati e spostati all'interno dell'ambiente marino.

 

Inquinamento da idrocarburi e trasporti

Negli ultimi decenni, grazie ai progressi della tecnologia in acque profonde, l'esplorazione e l’estrazione di petrolio e gas si sono espanse in acque sempre più profonde, ma non si estendono oltre la piattaforma continentale. Tuttavia, ciò non significa che gli alti mari siano liberi dall'inquinamento da idrocarburi. Il petrolio e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) entrano nell'oceano aperto attraverso l'inquinamento cronico e continuo causato dalle spedizioni o a seguito di incidenti.

Detriti marini e plastica oceanica

Detriti marini è il nome dato a materiali solidi, principalmente rifiuti, che inquinano l'ambiente marino; questo è un problema pervasivo che danneggia e uccide la vita marina in tutto il mondo. I materiali sintetici sono un tipo comune di detriti marini e la plastica è la più problematica.

Un recente studio ha stimato che tra i 1,15 e i 2,41 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica entrano attualmente nell'oceano ogni anno dai fiumi. I primi 20 fiumi più inquinanti sono situati principalmente in Asia.

La portata del problema plastico oceanico è vasta. L’oceano è contaminato ovunque dai tropici agli oceani polari. Le correnti oceaniche trasportano materie plastiche oceaniche galleggianti per lunghe distanze, depositandole su spiagge remote e concentrandole all'interno dei vortici oceanici. Alcuni pezzi di plastica scendono sul fondo del mare e nel 1998 è stato fotografato un sacchetto di plastica ad una profondità di 10.898 m nella Fossa delle Marianne. Non è possibile quantificare la quantità di plastica presente nell'oceano ma uno studio, basato su dati raccolti da 24 spedizioni tra il 2007-2013, ha stimato la presenza di 5,25 trilioni di particelle del peso di 268.940 tonnellate di plastica che galleggia sul mare.

Gli impatti delle materie plastiche oceaniche sulla vita marina è enorme.

Le particelle di plastica più piccole o le microplastiche, comunemente definite come pezzi di plastica con un diametro di 5 mm o meno, sono una forma molto pervasiva di inquinamento di plastica nel mare. Le microplastiche sono un problrma a livello globale. Sono presenti nei luoghi più remoti.

Le microplastiche possono essere potenzialmente ingerite da tutte le creature marine e sono state trovate in una vasta gamma di animali, dallo zooplancton, come i copepodi, alle tartarughe e ai mammiferi marini. Ciò è in parte problematico perché le microplastiche possono assorbire e successivamente desorbire contaminanti tossici, come possono rilasciale sostanze chimiche che sono state utilizzate durante il processo di fabbricazione. Allo stato attuale non si ritiene che le microplastiche rappresentino un rischio per la salute delle persone attraverso il consumo di frutti di mare contaminati. Tuttavia, la ricerca sul destino e sugli impatti delle microplastiche nelle reti alimentari marine e nell'uomo è ancora molto limitata.

 

 

 

 

 

 


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