Contrariamente alla saggezza convenzionale, la produzione di zolfo da parte di minuscole alghe marine è diminuita durante i periodi glaciali, ed è più strettamente legato al clima di quanto si pensasse in precedenza, secondo le ultime ricerche di scienziati in Giappone. Una comprensione più chiara del legame tra il clima e il fitoplancton marino, le microscopiche alghe unicellulari che vivono nelle acque superficiali dell'oceano, può aiutare gli scienziati a incorporare questi impatti nei futuri modelli climatici.

I loro risultati sono stati pubblicati il ​​19 luglio, 2019 in Comunicazioni sulla natura .

Lo zolfo prodotto dal fitoplancton marino influenza l'equilibrio tra l'energia in entrata dal sole e l'energia in uscita che la Terra riflette nello spazio. Può anche essere un indicatore della produttività primaria mediante la fotosintesi del fitoplancton nell'Oceano Antartico. fitoplancton, che svolge anche un ruolo importante nella rimozione dell'anidride carbonica dall'atmosfera, può quindi influenzare significativamente il clima.

fitoplancton marino, come piante terrestri, sono produttori primari alla fine della catena alimentare. Attraverso la fotosintesi, il fitoplancton assorbe anidride carbonica (CO ₂ ) e producono carbonio organico che alla fine sostiene l'intera rete alimentare marina. Di conseguenza, CO ₂ viene rimosso dalle acque superficiali e alla fine viene legato nei sedimenti sul fondo dell'oceano. Questo è chiamato "produzione di esportazione, " che si misura in unità di carbonio.

Il fitoplancton marino emette dimetilsolfuro, o DMS, un composto organico contenente zolfo che conferisce al mare il suo odore distinto. Quando ossidato, Il DMS può produrre aerosol di zolfo che fungono da nuclei di condensazione delle nubi che svolgono un ruolo importante nella formazione delle nubi. L'aumento dello zolfo contribuisce quindi al raffreddamento della Terra sia disperdendo le radiazioni sia riflettendo le radiazioni nello spazio attraverso l'effetto dell'albedo.

Il DMS è il composto biologico di zolfo più abbondante emesso nell'atmosfera e si pensa che influenzi significativamente il clima terrestre e che forse svolga anche un ruolo nel mantenere la Terra in uno stato di equilibrio. Il suo contributo al clima è complesso e deve essere compreso appieno. Esaminando zolfo e metansolfonato, i prodotti ossidati del dimetilsolfuro, nelle carote di ghiaccio dell'Antartico fornisce uno strumento utile per studiare il legame tra il ciclo dello zolfo e il clima.

In precedenza si riteneva che il fitoplancton marino fosse la fonte dominante di zolfo non marino nei cicli glaciali-interglaciali, con fonti terrestri che contribuiscono solo in piccola parte. Ancora, il contributo da fonti terrestri può essere molto più significativo durante i periodi glaciali quando la quantità di polvere aumenta.

"Precedenti studi sulle carote di ghiaccio in Antartide, che hanno ipotizzato che la maggior parte del solfato di sale non marino provenga da emissioni di DMS prodotte dal fitoplancton, non mostrano un legame tra fitoplancton marino ed emissioni di zolfo, e quindi produttività primaria, e clima, " ha affermato il professor Kumiko Goto-Azuma, ricercatore dell'Istituto nazionale di ricerca polare, Organizzazione della ricerca di informazioni e sistemi, e il Dipartimento di Scienze Polari, Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) in Giappone.

"Questo è in contraddizione con i dati sui sedimenti marini che mostrano un aumento della produzione di esportazione nella zona antartica dell'Oceano Antartico, suggerendo un aumento della produttività primaria. Volevamo risolvere questo enigma e vedere se l'ipotesi precedente derivata dagli studi sul nucleo di ghiaccio è corretta".

Secondo Goto-Azuma, nuovi record di carote di ghiaccio ottenuti al Dome Fuji nell'Antartide orientale, negli ultimi 720, 000 anni, mostrano che una grande porzione di solfato di sale non marino, che era tradizionalmente usato come rappresentante del fitoplancton solfato marino, probabilmente proviene dalla polvere terrestre durante i periodi glaciali.

"Correggendo per questo, abbiamo effettuato un calcolo rivisto del fitoplancton solfato e abbiamo scoperto che il suo flusso è ridotto nei periodi glaciali e aumentato nei periodi interglaciali, " ha spiegato Goto-Azuma. "I nostri risultati suggeriscono una riduzione delle emissioni di dimetilsolfuro nella zona antartica dell'Oceano Antartico durante i periodi glaciali e forniscono nuove prove di come il ciclo dello zolfo dell'Oceano Meridionale e il clima siano collegati".

Il prossimo passo è "indagare i collegamenti tra clima, fitoplancton solfato marino, e CO ₂ attraverso la modellazione del clima e della chimica atmosferica basata sul nostro calcolo rivisto del solfato derivato da DMS, " disse Goto-Azuma.