Probabilmente possiamo essere tutti d'accordo che il mare profondo non è in fiamme.

Ma il carbonizzato, la fuliggine polverosa che risulta dalla combustione di cose come foreste o combustibili fossili costituisce una parte importante del carbonio disciolto nell'oceano. Allora come diavolo ha fatto quella fuliggine, che gli scienziati chiamano black carbon, arrivarci?

Grazie al carbone trovato nei reperti fossili, gli scienziati sanno che gli incendi si verificano da milioni di anni, da quando sono comparsi i primi alberi. La fuliggine che rimane, il carbonio nero, costituisce circa il 10% di tutto il carbonio nel suolo terrestre, e fino a poco tempo fa gli scienziati pensavano che i fiumi lo stessero trascinando nell'oceano.

Aron Stubbin, professore associato di scienze marine e ambientali al Northeastern, ha collaborato con un gruppo di ricercatori che hanno testato l'idea consolidata che i fiumi alla fine trasportano il carbonio nero nell'oceano.

I risultati della squadra, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , mostrano che il carbonio nero disciolto trovato nei fiumi non corrisponde alle letture del carbonio nero che vive nell'oceano.

L'attuale studio fa seguito alla ricerca condotta da Stubbins nel 2012, che ha rivelato che se il carbonio nero nell'oceano è esposto alla luce solare, può trasformarsi rapidamente in anidride carbonica, che svolge un ruolo importante nel controllo del clima terrestre intrappolando il calore. Questo è uno dei motivi per cui è importante sapere fin dall'inizio cosa succede al black carbon, come salmerino rimasto sulla terra, finché non arriva all'oceano, dice Stubbins.

"È molto carbonio, "dice Stubbins, che è anche professore associato di chimica e biologia chimica, e ingegneria civile e ambientale a nord-est. "Vogliamo capire come si muove per capire se finirà mai nell'atmosfera come anidride carbonica".

Il lavoro della squadra al largo delle coste di Savannah, Georgia, aveva già accennato alle differenze tra il carbonio nero nei fiumi e nell'oceano nel 2017. Ora, l'idea era quella di testare il nerofumo disciolto nei fiumi e negli oceani su scala globale, dice Stubbins. Fare quello, avrebbero bisogno di testare acque molto al largo, e il più profondo possibile.

Il team ha campionato gli oceani Pacifico settentrionale e Atlantico settentrionale, ed è stato guidato da Sasha Wagner, un ex ricercatore post-dottorato al Northeastern che ora è assistente professore di scienze della terra e ambientali al Rensselaer Polytechnic Institute di Troy, New York. L'analisi ha incluso anche l'Amazzonia, il Congo, e altri grandi fiumi.

Vicino alla superficie e a diverse profondità, il team ha sondato acqua oceanica quasi pura, dice Stubbins. Se ti immergi a 3000 metri di profondità (circa 2 miglia) nelle acque delle Hawaii, Per esempio, nuoterai in acque che non hanno visto la superficie dell'oceano per centinaia di anni. Quella stessa acqua non è stata vicino alla terra per più tempo.

"Quando siamo andati al black carbon in tutti quei campioni di oceani [a diverse profondità], abbiamo scoperto che avevano una firma abbastanza coerente tra loro, " dice Stubbins. "Ma erano davvero diversi dai campioni di acqua di fiume".

Individuare queste differenze è stato possibile con l'analisi degli isotopi stabili del carbonio, forme non radioattive dello stesso atomo che hanno un diverso numero di neutroni ma le stesse proprietà chimiche.

Gli isotopi stabili di carbonio possono essere usati per tracciare le cose trovate in natura, come il nerofumo, ritorno alle proprie origini. Sulla terra, le piante marcano le particelle di carbonio con una firma isotopica diversa rispetto al fitoplancton nell'oceano. Quando l'anidride carbonica viene assorbita dall'aria ed entra nelle piante terrestri, integrano il carbonio-12, il carbonio più abbondante sulla Terra, più efficiente del carbonio-13.

"Essenzialmente, il C-13 è un po' più grande, un po' più pesante, un po' più lento, " dice Stubbins. "Allora, viene frazionato, e rimane indietro".

Ma il fitoplancton non discrimina così tanto il neutrone in più nel carbonio-13, che è un isotopo stabile molto meno abbondante. Ecco perché il carbonio nel fitoplancton e le cose che le mangiano nell'oceano hanno un contenuto leggermente più alto di isotopi di carbonio-13 rispetto agli alberi (e le cose che le mangiano) sulla terra, dice Stubbins. Analisi di questa abbondanza relativa, lui dice, può determinare se il black carbon è stato prodotto da alberi o fitoplancton.

"Osservando gli isotopi del carbonio nero, abbiamo scoperto che il carbonio nero negli oceani non proviene dalla stessa fonte del carbonio nero nei fiumi, " lui dice.

È un mistero inaspettato dal mare profondo:da dove viene il carbonio nero dissolto nell'oceano?

"Poiché sappiamo che l'oceano non brucia molto regolarmente, "Stubbins scherza.

Il prossimo passo, lui dice, potrebbe concentrarsi sulla corrispondenza del carbonio nero oceanico con le firme isotopiche di altre particelle atmosferiche, o pensando ad altri modi in cui questo carbonio potrebbe finire in quelle acque.

"Il fondo dell'oceano ha grandi riserve di carbonio organico che potrebbe essere stato trattato in modo diverso in passato, " dice. "Forse da qualche parte lì dentro c'è un indizio per la fonte di questo materiale."