Acqua calda, acida, senza ossigeno: la vita nell’oceano è in difficoltà

Questo trio morto li chiamiamo, il trio mortale. Acidificazione, riscaldamento e diminuzione del livello di ossigeno. Queste sono tre tendenze negli oceani del mondo, con importanti conseguenze per la vita marina. Secondo l’Organizzazione meteorologica mondiale, nel 2021 l’acidificazione e il riscaldamento hanno raggiunto nuovi record la scorsa settimana nel rapporto Stato del clima globale 2021† Curiosamente, il rapporto non dice nulla sul livello di ossigeno in calo.

Insieme, questo trio mortale sta causando così tanti cambiamenti negli oceani che non tutte le piante e gli animali possono adattarsi. “Il grande cambiamento climatico nei mari è iniziato”, afferma il professore di biologia marina Hans-Otto Pörtner dell’Istituto Alfred Wegener di Bremerhaven. Cita i coralli di acqua calda come l’esempio più eclatante. Stanno già soffrendo molto per il riscaldamento globale e la crescente frequenza delle ondate di calore marine. Si prevede che gran parte della specie scomparirà in questo secolo a causa del continuo riscaldamento. “Anche se sappiamo che le barriere coralline ospitano un quarto della biodiversità marina”, afferma Pörtner. Inoltre, proteggono le coste dall’azione delle onde.

Leggi le ondate di calore oceaniche: Anche il mare si fa più caldo

Pesca eccessiva

Si aggiunge alle pressioni esistenti sulla vita marina: pesca eccessiva, inquinamento, sviluppo costiero, deflusso di nutrienti dall’agricoltura e dalle città.

Ma in che modo il riscaldamento globale ha cambiato gli oceani finora? E quali sono le conseguenze?

Gli oceani si sono riscaldati in superficie di una media di 0,88 gradi Celsius in superficie dall’inizio del 20° secolo, ha riferito il gruppo di esperti climatici delle Nazioni Unite, l’IPCC. il suo ultimo rapporto dallo scorso agosto. Di questi 0,88 gradi, la maggior parte – 0,6°C – si è verificata dal 1980. Gli oceani si stanno riscaldando perché assorbono quasi tutto il calore extra (oltre il 95%) che è intrappolato sotto la “coperta” ispessita dei gas serra. sulla superficie della Terra. Altrimenti, sarebbe stato invivibile sulla terra molto tempo fa. L’acqua è un buon tampone termico.

Proprio come sulla terraferma, il numero di ondate di calore in mare è in aumento. La loro frequenza è più o meno raddoppiata nel XX secolo. Inoltre sono diventati più intensi e durano più a lungo.

Il riscaldamento provoca anche l’innalzamento del livello del mare.Quando l’acqua si scalda, si espande. Questa cosiddetta espansione termica rappresenta il 38% dell’innalzamento medio totale del livello del mare di 20 centimetri (1901-2018).

L’acidificazione è legata a enormi quantità di CO aggiuntiva₂ che gli esseri umani rilasciano nell’atmosfera attraverso la combustione di combustibili fossili. Un quarto di esso viene assorbito dagli oceani. E questo influenza la chimica dell’acqua di mare La concentrazione di bicarbonato (HCO₃^†) e ioni idrogeno (H^†) aumento. Questi provocano un aumento di acidità. In altre parole, il pH diminuisce. Ma la concentrazione di carbonato (CO₃^2-) nell’acqua dell’oceano diminuisce. Mentre tutti i tipi di organismi ne hanno bisogno per la costruzione del loro scheletro di calcio.

L’IPCC si è occupata dell’acidificazione in il rapporto pubblicato lo scorso febbraio† Dall’epoca preindustriale, il pH medio delle acque oceaniche superiori (fino a 200 metri di profondità) è sceso da 8,2 a 8,1. Non sembra molto, ma è una scala logaritmica. Per la vita marina, questo significa un grande cambiamento. Gli scienziati vedono l’acidificazione a profondità sempre maggiori.

Contrasto più forte

La diminuzione del livello di ossigeno è in parte dovuta alla crescente stratificazione dell’acqua. Lo strato superiore ricco di ossigeno diventa più morbido a causa del crescente afflusso di acqua di disgelo dalla terra e dell’aumento delle precipitazioni. Il contrasto con l’acqua salata più profonda e povera di ossigeno diventa più forte. “La miscelazione di questi strati diminuisce, in modo che l’ossigeno non entri facilmente nelle acque più profonde”, afferma Caroline Slomp, professoressa di biochimica marina a Utrecht. Nelle zone costiere è importante che lo scarico di nutrienti in mare, provenienti dall’agricoltura e dalle aree urbane, stimoli la crescita delle alghe sulla superficie dell’acqua. Quando le alghe muoiono e affondano, vengono scomposte dai batteri, un processo che consuma ossigeno. Poiché ci sono più alghe, la degradazione e il consumo di ossigeno aumentano. Di conseguenza, le zone prive di ossigeno – zone morte – crescere. “Molti organismi, come i pesci, nuotano intorno ad esso”, spiega Stomp.

Secondo l’IPCC, la concentrazione di ossigeno nei 1.000 metri superiori degli oceani è diminuita dallo 0,5 al 3,3% tra il 1970 e il 2010. La dimensione delle zone con concentrazione minima di ossigeno si sta espandendo in molte località.

Quali sono le conseguenze?

Ad esempio, in risposta al riscaldamento dell’acqua di mare, Nathanial Binoff, professore di oceanografia all’Università della Tasmania, ha notato che molti organismi stavano migrando. “Si stanno dirigendo verso i poli”, ha detto tramite collegamento video. Le specie vivono spesso entro un certo intervallo di temperatura, che può differire da specie a specie. Quando l’acqua si riscalda, il loro habitat ideale cambia. Questa cosiddetta velocità climatica, la velocità con cui si muovono i gradienti di temperatura spaziale, ora è in media di 21,7 km per decennio nei 200 metri superiori degli oceani, secondo l’IPCC. “Specie che potrebbero provare a muoversi con esso”, spiega Binoff. Ma per molti organismi sessili – attaccati – come i coralli, questo è difficile. Pörtner aggiunge che intorno all’equatore le specie si allontanano, ma qualcosa non si adatta dappertutto, proprio perché è diventato così caldo. “Stiamo assistendo a un calo della biodiversità”.

Organismi più piccoli

Bindoff indica un’altra tendenza: gli organismi stanno diventando più piccoli a causa del riscaldamento dell’acqua. “Lo vediamo nei pesci, per esempio.” Lo spiega perché a temperature più elevate il metabolismo aumenta. Richiede più energia per i processi di manutenzione, lasciando meno energia disponibile per la crescita.

Questa riduzione continuerà con un ulteriore riscaldamento. Questo è il motivo per cui si prevede che anche la biomassa oceanica diminuirà e con essa le catture di pesce (a parte gli effetti della pesca eccessiva). L’entità di questa diminuzione dipenderà dalla misura in cui gli esseri umani continuano a emettere gas serra. Se l’uomo riesce a limitare il riscaldamento globale a 1,5-2°C, il calo dovrebbe essere del 5% entro la fine del secolo. Ma se l’attuale tendenza all’effetto serra continua, la diminuzione della biomassa potrebbe raggiungere il 15-20%.

La loro casa è fatta di minerale aragonite. E l’aragonite si dissolve prima nell’acidificazione

Gert-Jan Reichart preoccupato per le lumache alate

Un gruppo di animali che sono già visibilmente colpiti dall’acidificazione sono le lumache alate, afferma Gert-Jan Reichart, capo della ricerca oceanica presso l’Istituto olandese per la ricerca marina: “La loro casa è fatta di minerale aragonite”. Per costruire uno scheletro esterno, gli organismi usano aragonite o calcite. “E l’aragonite si dissolve più velocemente nell’acidificazione.” Ma ci sono anche organismi che iniziano a produrre più calce in un ambiente acidificante. “Non è un’immagine in bianco e nero”, ha detto Reichart.

Questa è la parte difficile. Gli oceani sono uno spazio così vasto, con così tante diverse combinazioni di temperatura, nutrienti, salinità, acidità e livelli di ossigeno, e così tante specie diverse con sensibilità e adattabilità variabili, che è quasi impossibile fare affermazioni generali. L’IPCC scrive anche questo sugli effetti combinati. Ad esempio, il riscaldamento e una diminuzione del livello di ossigeno si rafforzano a vicenda, perché il riscaldamento porta a un metabolismo più elevato, che richiede più ossigeno, mentre è meno disponibile nelle aree in cui il livello di ossigeno sta diminuendo. Ma l’IPCC osserva anche che il riscaldamento può mitigare gli effetti negativi dell’acidificazione. Cita un esempio, uno snapper trovato in Australia e in Asia, che beneficia della combinazione di acidificazione e riscaldamento. Ma l’IPCC scrive che la combinazione di acidificazione, riscaldamento e diminuzione dei livelli di ossigeno limiterà l’habitat di molti pesci e invertebrati. Questa combinazione gioca, ad esempio, in cinque mari parzialmente chiusi: il Golfo Persico, il Mar Rosso, il Mar Nero, il Mar Baltico e il Mar Mediterraneo. C’è un’elevata mortalità della vita marina. Ma ci sono anche altre influenze umane in gioco qui: turismo, pesca eccessiva, inquinamento.

poco bene

In ogni caso, i quattro scienziati intervistati per questo articolo non si aspettano molto di buono dai cambiamenti che sono stati avviati negli oceani. “I coralli stanno già soffrendo per il riscaldamento globale e le ondate di calore del mare. L’acidificazione indebolisce ulteriormente la loro struttura”, spiega Binoff.

L’IPCC collocato nel 2019, in un dossier speciale sugli oceani, un grafico che mostra i rischi posti per gli ecosistemi marini dal trio mortale – Bindoff è stato uno dei principali autori di questo rapporto. I coralli d’acqua calda sono i più a rischio, seguiti dalle foreste di alghe e dai prati di fanerogame, due ecosistemi che hanno anche una ricca biodiversità.

Una versione aggiornata della tabella uscito lo scorso settembre in Cambiamento climatico naturale, con Pörtner come uno degli autori. Contiene anche gruppi di animali che sono già altamente minacciati da un riscaldamento di 1,5°C. Si tratta di lumache alate ad alte latitudini, bivalvi (come cozze e ostriche) a latitudini temperate e krill ad alte latitudini. Il krill è una specie simile ai gamberetti che vive nelle regioni polari ed è un’importante fonte di cibo per balene, pinguini e tutti i tipi di pesci.