Il processo di riscaldamento artificiale dei mari ne rivela i cambiamenti

I ricercatori hanno deliberatamente riscaldato una zona del mare antartico per vedere come gli ecosistemi rispondono al cambiamento.

L'oceano modula il clima della Terra e ci fornisce cibo, protezione costiera, acqua di mare pulita e ossigeno.

Negli ultimi 40 anni, a causa del cambiamento climatico le acque superficiali degli oceani della Terra si sono riscaldate in media di circa 0,4°C. Se le emissioni di gas a effetto serra continuano al ritmo attuale, i modelli prevedono che il riscaldamento possa arrivare fino a 2°C entro il 2100.

Gli impatti del cambiamento climatico sugli oceani sono di solito raffigurati utilizzando dei grafici. Ma le linee che rappresentano le proiezioni a medio e lungo termine risultano essere molto “rumorose” perché l’oceano è rumoroso. Le condizioni dell’oceano subiscono variazioni veloci e lente e possono essere influenzate da condizioni locali, regionali e globali.

È importante quantificare lo stato medio a lungo termine dell'oceano ma non sempre l'influenza dei cambiamenti climatici antropici è e sarà maggiore di quella della continua variabilità naturale. L'influenza antropica attuale è ancora paragonabile a quella naturale e quindi difficile da valutare.

La prevalenza antropica avverrà in momenti diversi in luoghi diversi. Ad esempio, i tropici stanno già registrando temperature estreme, mentre a medie latitudini l’effetto sarà evidente tra decenni.

La variabilità del clima naturale può compensare oppure amplificare temporaneamente le tendenze del cambiamento climatico. Ad esempio, un apparente rallentamento o "pausa" nell'aumento della temperatura media globale tra il 1998 e il 2012 ha portato alcuni critici a diminuire il cambiamento climatico antropico.

Poiché il cambiamento climatico antropico aumenta, si prevede che periodi di condizioni estreme diventino via via più frequenti, severe e lunghe. Questi avranno effetti negativi sugli ecosistemi marini. Ad esempio, nel 2011 la costa occidentale dell'Australia ha incontrato temperature superficiali del mare che sono state 2-4°C più calde rispetto alla media per 10 settimane provocando una riduzione della di alghe del 43%.

Una sfida per gli scienziati oceanici è descrivere come la vita marina in diversi ecosistemi risponderà alla complessa matrice del cambiamento antropico. I biologi non sono in grado di comprendere pienamente i dati in un contesto di clima che cambia. Ciò che abbiamo adesso è una istantanea di come alcune specie all'interno dei siti alimentari costieri reagiscono a condizioni più acide o più calde. Gli organismi possono reagire in modo non lineare. Se una specie sta già vivendo nelle condizioni più calde in grado di gestire, qualsiasi ulteriore aumento della temperatura avrà conseguenze letali, mentre un raffreddamento migliorerà la sua forma fisica.

Gli esperimenti devono riflettere la più ampia gamma di modifiche alle condizioni locali dell'oceano che si verificheranno nei prossimi anni e decenni. I ricercatori devono considerare come gli estremi e le condizioni fluttuanti influenzino le fisiologie degli esseri viventi. Ad esempio, gli eventi caldi El Niño possono aumentare le mortalità di alcune specie del Pacifico se esso si addiziona al riscaldamento antropico; mentre la fase fredda La Niña del ciclo offrirà la tregua. Come questi processi si bilanciano, se i periodi di sollievo sono abbastanza lunghi da consentire il recupero e quali specie saranno più colpite sono tutte le domande aperte. Questa incertezza è fondamentale per la nostra capacità di prevedere gli impatti sociali di questi cambiamenti ecologici.

I luoghi dove il riscaldamento è al di sopra della media globale sono laboratori naturali. Essi comprendono santuari marini come le Isole Galapagos e aree in cui gli esseri umani si affidano pesantemente alle risorse oceaniche, come l'Asia sudorientale e l'Africa occidentale. Le valutazioni d'impatto ambientale in questi luoghi hanno rivelato che alcuni cambiamenti ecologici, come la perdita di alghe australiane, sono irreversibili anche se l'ambiente fisico ritorna alle condizioni medie. Durante le ondate di caldo, per esempio, le specie d'acqua più calde migrano in habitat freddi dove possono sostituire le specie endemiche.

 

In questo contesto si posiziona lo studio fatto nelle acque dell’Antartico.

In una piccola zona del mare antartico, dei ricercatori hanno posizionato dei pannelli elettrici al fine di riscaldare il fondo dell’oceano. Il processo pionieristico è un nuovo metodo per studiare come gli ecosistemi marini si adattano ai cambiamenti climatici. Lo studio è stato avviato dal Smithsonian Environmental Research Centre di Tiburon, California.

L'esperimento di riscaldamento artificiale in Antartide ha avuto inizio nel 2014. Quattro pannelli sono stati riscaldati in modo che fossero sempre 1°C al di sopra della temperatura ambiente - che nella regione varia da -2°C a +2°C durante l'anno - e quattro sono stati riscaldati a 2°C al di sopra della temperatura ambiente. I quattro restanti sono stati lasciati non riscaldati, come controlli.

Utilizzando le telecamere, i subacquei hanno poi monitorato come i microrganismi che avevano colonizzato i pannelli.

L’esperimento, durato 9 mesi, ha evidenziato dei cambiamenti significativi.

La teoria metabolica prevede che i tassi di crescita biologici aumentino di circa il 10% per ogni 1°C del riscaldamento. In realtà alcune specie sono cresciute più velocemente sui pannelli riscaldati evidenziando come i cambiamenti climatici provocano un cambiamento degli equilibri. Ad esempio sul set di 1°C, una specie chiamata ”Fenestrulina rugula” - una specie di invertebrato - ha dominato sulle altre causando una diminuzione della diversità.

"I risultati sono molto emozionanti e provocatori", dice Craig Smith, ecologista marino presso l'Università delle Hawaii a Manoa. "Suggeriscono che il riscaldamento climatico nei prossimi 50 anni in Antartide potrebbe alterare sostanzialmente la diversità unica degli ecosistemi antartici".

Pericolo per la biodiversità

I ricercatori temono che le specie antartiche - adattate alle acque fredde - possano soffrire nel caso di un aumento delle temperature oceaniche. I risultati suggeriscono che le specie che si trovano alla base della catena alimentare marina sono in grado di affrontare uno o due gradi di riscaldamento, afferma Ashton, soprattutto se essa si verifica in decadi. Tuttavia, la ricchezza o la biodiversità potrebbe venir meno.

Diversi scienziati concordano sul fatto che esperimenti di riscaldamento marino possa essere la via da percorrere. Purtroppo il metodo ha un grosso limite: i pannelli hanno riscaldato solo uno strato di acqua di circa 2 millimetri di spessore. Il resto della colonna d'acqua – contente cibo e larve su cui dipendono gli animali nell'esperimento - sono rimasti più freddi. Quindi i risultati ottenuti non possono costituire una previsione di come le comunità del mare possa cambiare.

Inoltre, i risultati non possono essere generalizzati per suggerire cosa accadrà in altri mari, afferma Simon Morley, biologo marino con il BAS di Cambridge, che ha partecipato allo studio.

 

Tratto da

Nature 549, 16 (07 settembre 2017)

 

 

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