La fissazione dell'azoto è sorprendentemente alta nelle acque costiere e può svolgere un ruolo maggiore del previsto nell'anidride carbonica (CO ₂ ) assorbimento in queste acque, mostra un nuovo studio condotto dagli scienziati della Duke University.

Sapere dove e quando si verifica la fissazione dell'azoto aiuterà gli scienziati a quantificare meglio la capacità delle acque costiere di assorbire e immagazzinare l'anidride carbonica e aiuterà le previsioni climatiche future.

"I modelli passati suggerivano che la maggior parte della fissazione dell'azoto si verificasse in mare aperto. Abbiamo scoperto il contrario:i tassi sono in realtà più alti nelle aree costiere. Finora sono stati per lo più trascurati, " ha detto Nicolas Cassar, professore di biogeochimica alla Nicholas School of the Environment di Duke, che era autore senior dello studio.

La maggior parte di questa attività trascurata è guidata da microbi noti come diazotrofi cianobatterici che vivono nelle acque costiere, lo studio mostra.

I minuscoli organismi assorbono gas azoto (N ₂ ) e convertirlo in ammoniaca (NH ₃ ), una forma di azoto che fitoplancton, la base della rete trofica marina, può usare come cibo. Questo a sua volta alimenta la fotosintesi da parte del fitoplancton e l'assorbimento di CO ₂ .

"Ciò significa che dobbiamo rivisitare la distribuzione globale di marine N ₂ fissazione e rivalutare il suo ruolo nel ciclo del carbonio costiero, " ha detto Weiyi Tang, un dottorato di ricerca studente in Scienze della Terra e dell'Oceano presso la Duke's Nicholas School, che ha condotto la ricerca nell'ambito della sua tesi di dottorato.

Cassar e Tang hanno pubblicato il loro studio sottoposto a revisione paritaria il 19 febbraio in Comunicazioni sulla natura .

I loro risultati si basano su migliaia di campioni di acqua di mare raccolti da 6, 000 chilometri del Nord Atlantico occidentale durante due crociere di ricerca di 10 giorni nel 2015 e nel 2016.

È stato possibile raccogliere un volume di dati senza precedenti in così poco tempo in mare, Cassar ha spiegato, perché il suo team di laboratorio ha sviluppato uno strumento che consente loro di eseguire analisi in tempo reale quasi continue di N ₂ fissazione. Usano un metodo chiamato FARACAS, o saggi di riduzione dell'acetilene con incubazione a flusso continuo mediante spettroscopia di assorbimento laser ad anello in cavità.

In precedenza, l'unico modo in cui gli scienziati avevano per quantificare la fissazione dell'azoto marino, che tende ad essere di natura molto episodica, era quello di raccogliere sporadicamente campioni, forse due volte al giorno, nei luoghi in cui la loro nave da ricerca si è fermata. Era come leggere solo due capitoli di un libro invece di tutti, disse Cassar. Ha lasciato dei vuoti nella narrazione.

"Il nostro nuovo strumento ci consente di raccogliere campioni quasi continui su ampie distese dell'oceano mentre la nave è in movimento, che lo rende uno strumento molto migliore per assistere i ricercatori. È come una bussola biogeochimica, " ha detto. "Anche se ogni punto dati non è completamente indipendente a questa risoluzione, possiamo raccogliere più dati su una crociera di quanti ne trovi nella letteratura esistente."

Una meta-analisi della letteratura esistente che Tang ha successivamente condotto mostra che la fissazione dell'azoto è probabilmente significativa in altre regioni costiere in tutto il mondo, pure, non solo nel Nord Atlantico occidentale.

"La fissazione dell'azoto è uno dei processi più importanti che regolano la vita sulla Terra e negli oceani. Lo sviluppo di questa nuova tecnica per misurare la fissazione dell'azoto sta già cambiando la nostra comprensione di dove e quando accade, " disse Hedy Edmonds, direttore del programma presso la National Science Foundation (NSF) Division of Ocean Sciences, che ha finanziato la ricerca attraverso una borsa di studio CARRIERA (#1350710) a Cassar.