Diagramma schematico delle condizioni specifiche dell'Artico che influenzano la degradazione microbica delle fuoriuscite di petrolio:A) Il ghiaccio marino e gli iceberg ostacolano la miscelazione indotta dal vento e dalle onde nella colonna d'acqua superiore e causano una marea nera più spessa, quale, in combinazione con basse temperature, riduce l'evaporazione, dispersione e dissoluzione. Tutti questi effetti si traducono in goccioline di olio più grandi, che i microbi non possono degradare.B) La maggior parte dei composti oleosi non sono solubili in acqua. Perciò, i batteri formano un biofilm sulle goccioline d'olio per poter consumare i composti dell'olio. Una piccola frazione dei composti dell'olio è solubile in acqua e quindi consumata sia dal biofilm che dai batteri a vita libera.C) Aggregati olio-minerali e olio-fitoplancton, che possono aumentare la sedimentazione dell'olio ("bufere di neve sporche"), si formano in seguito all'interazione con i pennacchi di sedimenti dei ghiacciai e le fioriture di fitoplancton, rispettivamente. D) La fotoossidazione da radiazioni ultraviolette della luce solare può essere importante, soprattutto durante l'estate. La luce ultravioletta aiuta a degradare le molecole di olio, ma allo stesso tempo, la tossicità dell'olio nei confronti degli organismi marini può aumentare.E) La miscelazione profonda della colonna d'acqua e la risalita causano il reintegro dei nutrienti. Le condizioni oceanografiche possono quindi essere importanti per fornire nutrienti freschi per i microbi che si nutrono di petrolio. Attestazione:Leendert Vergeynst
Nuovi sviluppi economici nell'Artico, come la navigazione transartica e lo sfruttamento petrolifero, porterà con sé rischi senza precedenti di fuoriuscite di petrolio in mare. Il mondo chiede quindi una comprensione approfondita della resilienza e della capacità "autopulente" degli ecosistemi artici di riprendersi dalle fuoriuscite di petrolio.
Sebbene siano stati compiuti numerosi sforzi per ripulire le grandi fuoriuscite di petrolio, solo il 15-25 percento dell'olio può essere efficacemente rimosso con metodi meccanici. Questo è stato il caso di grandi disastri petroliferi come la fuoriuscita di Exxon Valdez a Prince William Sound, Alaska, e il Deepwater Horizon nel Golfo del Messico. La fuoriuscita futura non sarà diversa. I microbi mangiatori di petrolio hanno svolto il ruolo principale nel degradare il petrolio e nel ridurre l'impatto del petrolio fuoriuscito durante questi disastri petroliferi passati.
"Stiamo ora presentando una prima valutazione del potenziale di degradazione microbica nelle acque marine al largo della Groenlandia, " dice il postdoc Leendert Vergeynst, Centro di ricerca sull'Artico presso l'Università di Aarhus.
Il gruppo di ricerca ha identificato sei fattori che sfidano i microbi nei mari artici.
basse temperature, ghiaccio marino e poche sostanze nutritive
Le basse temperature modificano le proprietà chimiche dell'olio versato e rallentano la biodegradazione. Per esempio, l'olio freddo è più viscoso, che ostacola la dispersione dell'olio. L'efficienza della degradazione microbica diminuisce quando l'olio non viene disperso in piccole goccioline.
Abbiamo bisogno di una conoscenza approfondita della resilienza e della capacità "autopulente" degli ecosistemi artici di riprendersi dalle fuoriuscite di petrolio. Credito:Janne Fritt-Rasmussen
Anche le onde svolgono un ruolo importante nella rottura dell'olio in goccioline. Però, dove c'è il ghiaccio marino, ci sono meno onde.
L'Artico è generalmente un ambiente con quantità molto basse di nutrienti come azoto e fosforo. Questi nutrienti non sono presenti nell'olio e quindi i batteri che mangiano olio devono trovarli nell'acqua. Pochi nutrienti determinano una ridotta attività dei batteri che si nutrono di olio.
Formazione di particelle, luce solare e adattamento
Durante la primavera e l'estate dell'Artico si verificano massicce fioriture di fitoplancton (alghe) e particelle minerali in sospensione rilasciate dai ghiacciai. Le concentrazioni di particelle dagli sbocchi dei ghiacciai e le fioriture di alghe nelle acque artiche possono essere di magnitudo superiori a quelle del Golfo del Messico, dove il fitoplancton, particelle e goccioline d'olio si attaccano e affondano sul fondo del mare, che ha formato una "sporca bufera di neve" durante le fuoriuscite di petrolio della Deepwater Horizon nel 2010. La degradazione microbica del petrolio sul fondo del mare è molto più lenta che nella colonna d'acqua.
I disastri petroliferi del passato hanno dimostrato che solo il 15-25 percento del petrolio può essere efficacemente rimosso dagli ambienti marini. Credito:Janne Fritt-Rasmussen
La luce solare di 24 ore durante l'estate artica può aiutare i microbi a rompere le molecole di olio in pezzi più piccoli. Però, può anche rendere i composti dell'olio più tossici per gli organismi acquatici. Sono necessari ulteriori studi per comprendere correttamente l'effetto della luce solare sulle fuoriuscite di petrolio negli ecosistemi artici.
Piccole fuoriuscite di petrolio regolari in altre acque marine hanno adattato ("imparato") i microbi a mangiare le molecole di petrolio. Però, l'Artico è ancora un ambiente molto incontaminato. I ricercatori stanno quindi attualmente studiando se le popolazioni microbiche presenti nell'Artico si sono adattate alla degradazione dei composti petroliferi.
"Siamo particolarmente preoccupati che le molecole più tossiche nell'olio, come gli idrocarburi policiclici aromatici, potrebbe essere il più difficile da degradare", afferma Leendert Vergeynst.
