Le fioriture di fitoplancton che formano la base della rete alimentare marina si stanno espandendo verso nord in acque prive di ghiaccio dove non sono mai state viste prima, secondo nuove ricerche.

Un nuovo studio basato su immagini satellitari del colore dell'oceano rivela la fioritura primaverile del fitoplancton nell'Oceano Artico, che prima non esistevano, si stanno espandendo verso nord ad un tasso di 1 grado di latitudine per decennio. Anche se fiorisce, o grandi esplosioni di fitoplancton, non si verificava in precedenza in questa zona, il fitoplancton era presente nel bacino centrale dell'Artico a bassa biomassa. Lo studio ha anche riscontrato la produttività primaria del fitoplancton, o la velocità con cui il fitoplancton converte la luce solare in energia chimica, aumenta durante le fioriture primaverili.

Il declino del ghiaccio marino artico negli ultimi decenni ha lasciato il posto ad aree di mare aperto in cui il fitoplancton può prosperare, guidando la loro espansione verso nord, secondo gli autori dello studio. I ricercatori non sono sicuri dell'effetto che questa espansione avrà sulla rete alimentare, ma i risultati suggeriscono che il declino della copertura di ghiaccio sta avendo un impatto sugli ecosistemi marini in modi imprevisti.

Se il ghiaccio marino continua a diminuire, potrebbe spingere le fioriture primaverili del fitoplancton più a nord e aumentare ancora di più la produttività primaria. Questi cambiamenti potrebbero influenzare il destino dell'Oceano Artico come fonte di carbonio o pozzo di carbonio, secondo lo studio.

"Se la borsa del ghiaccio scompare del tutto in estate, ci saranno conseguenze per la fioritura primaverile del fitoplancton, " ha detto Sophie Renaut, un dottorato di ricerca studente alla Laval University di Quebec City, Canada, e autore principale del nuovo studio in Lettere di ricerca geofisica , una rivista dell'American Geophysical Union. "Non possiamo prevedere esattamente come si evolverà, ma siamo abbastanza sicuri che ci saranno conseguenze drastiche per l'intero ecosistema".

Il fitoplancton nell'ecosistema

Il fitoplancton sono organismi microscopici che vivono nell'acqua, consumano anidride carbonica e rilasciano ossigeno attraverso la fotosintesi. In questo processo, convertono la luce solare in energia chimica. Il fitoplancton costituisce la base della rete trofica marina, alimentando indirettamente di tutto, dai piccoli pesci alle balene multi-tonnellate.

La crescita del fitoplancton dipende dalla disponibilità di anidride carbonica, luce del sole, nutrienti, temperatura e salinità dell'acqua, profondità dell'acqua e animali al pascolo, secondo l'Osservatorio della Terra della NASA. Quando le condizioni sono ideali, la crescita della popolazione di fitoplancton può esplodere, o fiorire. Mentre una fioritura può durare diverse settimane, la durata della vita di un singolo fitoplancton è raramente superiore a pochi giorni.

Il fitoplancton nell'Oceano Artico fiorisce tipicamente ogni primavera. Nel passato, le fioriture di fitoplancton sono state praticamente assenti dalle più alte latitudini artiche, perché queste aree sono solitamente coperte da ghiaccio marino. Negli ultimi decenni il ghiaccio marino è diminuito, rompersi prima in primavera o non formarsi affatto in alcune zone dell'Artico.

Nel nuovo studio, Renaut e i suoi colleghi volevano vedere se il recente declino del ghiaccio marino avesse avuto qualche effetto sulle fioriture primaverili di fitoplancton. Hanno usato osservazioni satellitari del colore dell'oceano, che forniscono stime della biomassa del fitoplancton e della produttività primaria, per tenere traccia dei cambiamenti delle fioriture ogni primavera dal 2003 al 2013.

Hanno scoperto che le fioriture primaverili si stanno espandendo più a nord e stanno aumentando la produttività primaria. Nei mesi primaverili ed estivi, la produttività primaria netta nell'Oceano Artico è aumentata del 31% tra il 2003 e il 2013, secondo lo studio. I ricercatori hanno anche scoperto che queste fioriture nei mari di Barents e Kara, nord della Russia, si stanno espandendo a nord ad un tasso di 1 grado di latitudine per decennio.

Effetti imprevisti del declino del ghiaccio marino

Lo scioglimento del ghiaccio marino che si verifica all'inizio della stagione crea aree di mare aperto più grandi che fungono da incubatrici per la crescita del fitoplancton e allungano la loro stagione di crescita, secondo Renaut.

Gli autori sospettano che le fioriture primaverili potrebbero un giorno estendersi al bacino centrale dell'Artico, che comprende quasi tutto a nord di 80 gradi di latitudine. Produttività primaria, anche se, rimarrebbe probabilmente basso a causa della mancanza di nutrienti. Meno copertura di ghiaccio significa che anche le fioriture primaverili e sotto il ghiaccio potrebbero dover competere per luce e sostanze nutritive, alterando così il flusso dell'ecosistema marino. I risultati suggeriscono un grande cambiamento in questa regione, che non è mai stato privo di copertura di ghiaccio.

"Le regioni polari, l'Oceano Meridionale e l'Oceano Artico, sono davvero importanti perché svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione del clima globale, " Renaut ha detto. "Se il ghiaccio marino scompare completamente in estate nell'Oceano Artico, che è quello che ci aspettiamo tra qualche decennio, avrà un impatto sull'ecosistema ma probabilmente anche sul clima".

Patrizia Yager, professore di Scienze Marine presso l'Università della Georgia che non era coinvolto nel nuovo studio, hanno affermato che la precedente crescita della fioritura algale osservata in alcune aree potrebbe avere un impatto considerevole se gli animali non sono ancora pronti a pascolare sul fitoplancton.

"Una tale discrepanza temporale potrebbe causare importanti cambiamenti alla rete alimentare artica, impattando non solo gli animali locali e le persone che vi abitano, ma anche la popolazione mondiale di animali migratori che dipendono da queste risorse artiche, " Ha detto Yager. "Ciò che accade nell'Artico non rimane nell'Artico".

Cécile Rousseaux, un ricercatore presso la University Space Research Association, che non era coinvolto nel nuovo studio, ha affermato che lo studio fa avanzare la ricerca in questo settore studiando le singole regioni dell'Artico per la produttività del fitoplancton, e rappresenta la prova degli effetti che la riduzione della copertura di ghiaccio ha sul ciclo biochimico dell'Oceano Artico. Però, Rousseaux ha notato che lo studio ha dei limiti.

"È anche importante ricordare che attualmente siamo limitati dalla quantità di dati disponibili per studiare questi cambiamenti, " Ha detto Rousseaux. " Serie temporali più lunghe di dati satellitari ci consentiranno di confermare se queste tendenze nella produttività del fitoplancton persistono o meno".