Un nuovo studio condotto da un ricercatore post-dottorato INSTAAR ha scoperto cambiamenti drammatici nell'ecosistema di un remoto arcipelago nell'Oceano Artico in risposta ai recenti cambiamenti climatici.

Pubblicato oggi sulla rivista ad accesso libero Rapporti scientifici , lo studio trova collegamenti espliciti tra i cambiamenti nei sistemi biologici e il cambiamento climatico nell'Artico. In linea con altri studi, mostra che l'alto Artico, che si sta riscaldando più velocemente di qualsiasi altra regione della Terra, sta già subendo un rapido cambiamento dell'ecosistema e continuerà a trasformarsi in futuro.

Lineke Wolders, attualmente presso INSTAAR e in precedenza un dottorato di ricerca. studente presso KU Leuven, Belgio, ha approfittato di essere in un lago molto remoto su un'isola delle Svalbard orientali per prelevare un campione dei sedimenti del lago.

Le Svalbard orientali sono una parte disabitata dell'arcipelago delle Svalbard nell'Oceano Artico, ed è così inaccessibile che solo raramente i ricercatori sono stati in grado di recarsi lì per recuperare documenti e osservazioni dirette. Wolders, insieme ai coautori Keechy Akkerman e Wim Hoek (Università di Utrecht) e Thomas van Hoof (TNO Applied Geosciences), faceva parte di una crociera di ricerca e sensibilizzazione, Spedizione scientifica olandese Edgeøya Spitsbergen (SEES.NL), che ha portato i ricercatori nelle isole delle Svalbard orientali nell'agosto 2015.

Il vantaggio di avere un nucleo di sedimenti lacustri da un luogo così lontano dai centri abitati è che può mostrare il cambiamento dell'ecologia in risposta ai cambiamenti climatici senza essere mascherato dai segnali delle attività umane vicine. "Il nucleo ci ha fatto vedere i recenti cambiamenti climatici e cosa ha fatto all'ecologia lì, lontano dalle persone, "dice Wolders.

Ogni anno, sedimenti si depositano sul fondo dei laghi, portando grani di polline, alghe, e i resti di minuscole creature che vivono nell'acqua. Studiando gli strati lasciati negli anni successivi, i ricercatori possono vedere molte linee di prove che li aiutano a ricostruire l'ecologia dentro e intorno al lago.

La sedimentazione nei laghi artici può essere lenta, a volte accresce solo un paio di pollici in 200 anni. I Woelders sono stati fortunati:hanno finito con un campione lungo 18 pollici (45 centimetri) che registra 125 anni, dal 1890 al 2015. La lunghezza del campione ha permesso a Woelders e ai suoi colleghi di datare accuratamente il nucleo e di vedere in dettaglio i cambiamenti recenti. "È un modo per tornare indietro nel tempo senza esserci, ecco perché amo il paleo, "dice Wolders.

Una volta tornato in laboratorio, Woelders e coautori Akkerman e Kimberley Hagemans (Università di Utrecht) hanno esaminato gli strati del nucleo per scoprire l'ecologia del lago nel tempo. I grani di polline mostravano quali piante crescevano lì. Le alghe verdi indicavano produttività, o il tasso di nuova biomassa prodotta in un sistema. E i gusci delle diatomee, alghe unicellulari che sono la forma più comune di fitoplancton, informazioni registrate sulla qualità dell'acqua.

Mentre Woelders ricostruiva le tracce dell'ecologia registrate nel nucleo di sedimenti lacustri, Il collega scienziato Jan Lenaerts ha riunito fonti di dati sul clima e sul ghiaccio marino dell'area circostante. Lenaerts, all'epoca ricercatore post-dottorato presso l'Università di Utrecht e ora assistente professore nel dipartimento di scienze atmosferiche e oceaniche della CU Boulder, è anche il marito di Woelders. Questo studio era la prima volta che erano stati in grado di lavorare insieme su un'indagine. "Questo era un nostro desiderio di lunga data, "dice Wolders.

Lenaerts ha ricostruito la temperatura dalle stazioni meteorologiche circostanti nell'arcipelago con dati fino al 1960. Ha anche scavato immagini satellitari, disponibile fino agli anni '80, che mostrano l'estensione della vicina copertura di ghiaccio marino, che guida il clima locale nella posizione del lago vicino all'oceano.

Il nucleo mostra un improvviso, drammatico cambiamento nell'ecosistema del lago.

"Dal 1890 al 1980, "dice Wolders, "hai visto solo un piccolo aumento del numero di alghe per grammo." La quantità di alghe in un nucleo è la prova del tasso di nuova biomassa prodotta in un ambiente. "Dai primi anni '90 in poi, sono appena esplose. All'improvviso, abbiamo visto cento volte più alghe di un secolo prima".

Le nuove alghe non c'erano a causa di più nutrienti nel sistema, o. Tra il 1950 e il 2000 i gruppi di diatomee più diffusi nel lago sono cambiati sostanzialmente, ma quei cambiamenti non indicavano un cambiamento nella quantità di azoto o altri nutrienti nell'acqua.

Giorni sopra lo zero, però, aumentò drammaticamente dopo il 1960. Ogni decennio c'erano 11 giorni in più sopra lo zero all'anno rispetto al decennio precedente. Inoltre, il periodo libero dal ghiaccio marino vicino al lago è aumentato da circa tre mesi all'anno alla fine degli anni '80 a sei mesi all'anno nel 2010-2014. Gli sbalzi di temperatura sono la causa più probabile dei cambiamenti dell'ecosistema osservati nel nucleo. "I risultati sono in linea con altri studi sull'Artico, "dice Wolders.

"Non avevo mai visto niente di simile prima, e non avevo mai visto un segnale così chiaro. All'inizio pensavamo di aver sbagliato qualcosa con i campioni, " riflette Woelders. "Quando inizi a realizzare ciò che stai vedendo e quanto velocemente le cose stanno cambiando, ti senti umiliato. Va bene, quindi questo è ciò che sta facendo il cambiamento climatico nell'Artico".