I ricercatori dell'ETH hanno scoperto per caso che i vortici della Corrente del Golfo sono ricchi di ferro, e questi vortici trasportano questo micronutriente essenziale nel vortice nordatlantico povero di ferro. Prima di questa scoperta, il presupposto tipico era che questa parte dell'oceano ricevesse il ferro principalmente dalla polvere del Sahara.

Minuscole creature marine come i cianobatteri hanno bisogno di grandi quantità di oligoelementi come zinco e ferro. Negli oceani del mondo, però, quest'ultimo è spesso scarso. Questo è vero per ampi tratti del Nord Atlantico, in particolare il grande vortice nordatlantico tra il Nord America, le Isole Canarie, i Caraibi e la Corrente del Golfo.

Fino ad ora, i ricercatori hanno generalmente supposto che la polvere del Sahara fosse l'unica fonte significativa di ferro per il Gyre del Nord Atlantico. Ora i geochimici dell'ETH Tim Conway e Gregory de Souza hanno scoperto un'altra fonte:freddo, acqua di mare ricca di ferro proveniente dal versante continentale nordamericano, che viene catturato dai meandri della Corrente del Golfo e condotto nel North Atlantic Gyre. Il loro studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Geoscienze naturali .

Vortici in superficie

Queste "sacche d'acqua" sono visibili sulla superficie dell'oceano come vortici circolari, il più grande dei quali ha un diametro di 200 chilometri. Sotto di loro ci sono colonne a forma di cilindro che arrivano fino a 1, 000 metri, ruotando in senso antiorario sui propri assi. Durano circa due anni, durante il quale la loro rotazione rallenta mentre si mescolano con l'acqua del Gyre del Nord Atlantico e la arricchiscono di ferro. Alcune delle colonne d'acqua tornano ad essere riassorbite dalla Corrente del Golfo.

"La quantità di ferro da questa fonte è probabilmente dello stesso ordine di grandezza di quella fornita dalla polvere del Sahara, poiché i vortici della Corrente del Golfo si formano costantemente, mentre le tempeste di polvere sono di solito solo brevi eventi, "dice de Souza, Assistente senior presso l'Istituto di geochimica e petrologia dell'ETH di Zurigo.

Pura curiosità:"Inciampare" in un'acqua ricca di ferro

de Souza e l'ex postdoc Conway (ora professore all'Università della Florida del sud) trovarono per caso i vortici della Corrente del Golfo che trasportano ferro. Per pura curiosità, i due ricercatori hanno esaminato alcuni dati pubblicati di recente che erano stati raccolti durante una crociera di ricerca dalla costa nordamericana alle Bermuda. Questi dati includevano le concentrazioni di ferro e zinco disciolti nell'acqua di mare dalla superficie al fondo dell'oceano.

In un luogo vicino alla Corrente del Golfo, i ricercatori dell'ETH hanno notato elevate concentrazioni di ferro in prossimità della superficie del North Atlantic Gyre, altrimenti povero di ferro, raggiungendo valori simili a quelli delle acque costiere. Si resero conto che la nave da ricerca aveva, del tutto per caso, ha campionato un vortice della Corrente del Golfo che trasportava ferro nelle acque povere di nutrienti del Nord Atlantico.

Stime quantitative difficili

Per valutare e calcolare con maggiore precisione la quantità di ferro erogata in questo modo, i ricercatori dell'ETH hanno contattato il loro collega Jaime Palter, Professore all'Università del Rhode Island e specialista in circolazione oceanica. Gregory de Souza spiega:"I satelliti che osservano l'altezza della superficie del mare consentono di riconoscere i vortici dallo spazio. Poiché l'acqua al loro interno è più densa dell'oceano circostante, i vortici formano depressioni superficiali che si trovano fino a un metro sotto il resto della superficie dell'oceano."

Dalla sua analisi dei dati satellitari, Palter ha determinato che in media, ogni anno dalla Corrente del Golfo si staccano da sette a otto vortici. Basato su questo, i tre ricercatori sono stati in grado di stimare la quantità di ferro che trasportano, che calcolano essere probabilmente circa il 15% del ferro fornito dalla polvere del Sahara.

Però, è difficile confrontare le due fonti, poiché i dati sono insufficienti e alquanto contraddittori, come dice de Souza:"Soprattutto non è chiaro quanto ferro della polvere del Sahara si dissolva effettivamente nell'acqua di mare". La proporzione di ferro fornita al vortice del Nord Atlantico dai vortici della Corrente del Golfo potrebbe benissimo essere compresa tra il 3 e il 75% di quella proveniente dalla polvere. Questa ampia gamma rende impossibile individuare con maggiore precisione il contributo relativo del ferro dai vortici della Corrente del Golfo rispetto a quello della polvere del Sahara. "Abbiamo bisogno di dati con una maggiore risoluzione spaziale se vogliamo calcolare la quantità di ferro dai vortici in modo più accurato, "de Souza dice, "e abbiamo anche bisogno di una migliore comprensione di quali parametri determinano la solubilità del ferro nella polvere consegnata alla superficie dell'oceano".

I metalli in tracce guidano l'attività biologica

Ferro da stiro, lo zinco e altri metalli in tracce sono essenziali per la sopravvivenza del plancton e di altri microscopici abitanti dell'oceano aperto, come le diatomee, alghe o batteri. I cianobatteri in particolare, che sono particolarmente abbondanti nel North Atlantic Gyre, svolgono un ruolo chiave nel ciclo globale del carbonio e dell'azoto. Possono fotosintesi e fissare l'azoto atmosferico, il che significa che stimolano la produttività nell'oceano. Però, per fissare efficacemente l'azoto, richiedono grandi quantità di ferro.

Quando i modelli di circolazione oceanica cambiano, anche la distribuzione degli oligoelementi e dei nutrienti cambia. "Ecco perché è importante per noi sapere dove si trova il ferro, zinco e altri metalli provengono da, " afferma de Souza. Riconosce che il cambiamento climatico potrebbe avere un impatto sui percorsi delle principali correnti oceaniche:"Attualmente, non sappiamo abbastanza per essere in grado di prevedere quale effetto potrebbe avere sui metalli in tracce, e quindi sulla produttività negli oceani".