Ridurre la "zona morta" annuale del Golfo del Messico fino alle dimensioni del Delaware richiederà una riduzione del 59% della quantità di deflusso di azoto che scorre lungo il fiume Mississippi fino al Corn Belt.

Questa è la scoperta principale di un nuovo studio che ha utilizzato quattro modelli al computer per vedere cosa ci vorrebbe per raggiungere l'obiettivo di vecchia data ma sfuggente di tagliare di circa due terzi le dimensioni della zona ipossica estiva del Golfo del Messico, un'area di ossigeno da basso a zero che può uccidere i pesci e altra vita marina.

In uno studio previsto per la pubblicazione online il 31 luglio in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , i ricercatori concludono che mentre l'obiettivo è ancora raggiungibile, raggiungerlo richiederà nuovi approcci audaci applicati su larga scala nelle aree agricole a monte.

Nel suo piano d'azione per la zona ipossica del Golfo del Messico, un panel intergovernativo ha recentemente prorogato fino al 2035 il termine per il raggiungimento dell'obiettivo di 1, 950 miglia quadrate (5, 000 chilometri quadrati) zona morta, che sarebbe all'incirca delle dimensioni del Delaware. La dimensione media quinquennale più recente della zona morta del Golfo è 5, 410 miglia quadrate (14, 024 chilometri quadrati).

Il deflusso dei terreni agricoli contenenti fertilizzanti e rifiuti di bestiame è la principale fonte di azoto e fosforo che causano la zona ipossica del Golfo del Messico, che è anche conosciuta come una zona morta.

"La linea di fondo è che non raggiungeremo mai l'obiettivo del piano d'azione di 1, 950 miglia quadrate fino a quando non verranno intraprese azioni più serie per ridurre la perdita di fertilizzanti del Midwest nel sistema del fiume Mississippi, ", ha affermato Don Scavia, ecologo acquatico dell'Università del Michigan, autore principale del documento PNAS.

Ogni giugno, Scavia e i suoi coautori utilizzano modelli informatici per prevedere le dimensioni della zona ipossica del Golfo del Messico nelle previsioni emesse dalla National Oceanic and Atmospheric Administration. Le previsioni del Golfo del Messico 2017 della NOAA prevedono una zona morta di circa 8, 000 miglia quadrate, o delle dimensioni del New Jersey, che sarebbe il terzo più grande mai registrato.

Nel loro studio, i ricercatori sottolineano che sono stati fatti pochi progressi nella riduzione dei livelli di nutrienti nei fiumi che sfociano nel Golfo del Messico o delle dimensioni della stessa zona ipossica.

Le concentrazioni fluviali del nitrato composto di azoto non sono diminuite dagli anni '80. E l'attuale media quinquennale del carico di nitrati consegnato al Golfo del Messico non è significativamente diversa dalla linea di base 1980-96, nonostante il fatto che i programmi di conservazione di Farm Bill degli Stati Uniti abbiano speso più di 28 miliardi di dollari nei 20 stati del bacino del Mississippi dal 1995.

"Chiaramente ci vuole qualcosa di più o qualcosa di diverso, " Scavia e i suoi colleghi hanno scritto su PNAS. " Poco importa se l'obiettivo di riduzione del carico è del 30 percento, 45 percento o 59 percento se le risorse disponibili sono insufficienti per effettuare riduzioni anche modeste".

I potenziali percorsi verso la riduzione dei livelli di azoto e fosforo includono l'alterazione dei tassi di applicazione dei fertilizzanti, utilizzando colture di copertura (colture a crescita rapida piantate per prevenire l'erosione del suolo), migliorare la gestione complessiva dei nutrienti, e la ricerca di alternative ai biocarburanti a base di mais.

"È tempo di chiedersi cosa impedisce un'attuazione più ampia di alcune o tutte queste strategie, " scrivono gli autori, che hanno sede a U-M, Università statale della Carolina del Nord, Louisiana State University e il College of William &Mary.

A febbraio 2015, la Task Force sui nutrienti del bacino idrografico del fiume Mississippi/Golfo del Messico, una coalizione federale, agenzie statali e tribali, spinto al 2035 l'obiettivo di ridurre a 1 la zona ipossica del golfo, 950 miglia quadrate. La task force ha anche concordato un obiettivo intermedio di una riduzione del 20% della quantità di azoto che scorre nel Golfo del Messico entro il 2025.

Nel loro studio sui modelli, i ricercatori hanno esaminato i probabili impatti della riduzione del 20 percento di azoto e hanno concluso che a lungo termine produrrebbe un calo del 18 percento delle dimensioni della zona morta, anche se potrebbe non avere un effetto misurabile nei prossimi 5-10 anni.

Sebbene l'azoto sia stato storicamente considerato il principale fattore nutritivo dell'ipossia nel Golfo del Messico, una "strategia a doppio nutrimento" per ridurre sia l'azoto che il fosforo sembra essere l'approccio di gestione più prudente, secondo Scavia e i suoi coautori.

La riduzione del 59% di azoto necessaria per ridurre la zona morta alle dimensioni del Delaware è maggiore del taglio del 45% richiesto nel più recente piano d'azione della task force del Golfo. È anche superiore alle raccomandazioni fatte per altri sistemi che soffrono di alti livelli di nutrienti, compreso il lago Erie e la baia di Chesapeake.

Scavia e i suoi colleghi affermano che il nuovo studio segna la prima volta che sono stati sintetizzati più modelli per sviluppare una stima consensuale di come un sistema ipossico risponderà alle riduzioni del carico di nutrienti.

Le incertezze includono i potenziali impatti dei cambiamenti climatici:la frequenza, si prevede che l'intensità e la tempistica di siccità e inondazioni cambino in gran parte degli Stati Uniti, che potrebbe influenzare sia i tempi che la quantità di nutrienti consegnati al Golfo del Messico.

Nonostante le incertezze, i risultati del team mostrano che la risposta della zona di ipossia alle riduzioni di azoto "è robusta in modelli sostanzialmente diversi e indipendenti, fornendo una maggiore fiducia che la riduzione del carico proposta raggiungerà gli obiettivi di gestione, "secondo i ricercatori.