Se hai mai avuto il mal di mare, "stabile" potrebbe essere l'ultima parola che associ all'oceano. Ma con l'aumento delle temperature globali, gli oceani del mondo stanno tecnicamente diventando più stabili.

Quando gli scienziati parlano di stabilità oceanica, si riferiscono a quanto i diversi strati del mare si mescolano tra loro. Un recente studio ha analizzato oltre un milione di campioni e ha scoperto che, negli ultimi cinque decenni, la stabilità dell'oceano è aumentata a un ritmo sei volte più veloce di quanto gli scienziati si aspettassero.

La stabilità degli oceani è un importante regolatore del clima globale e della produttività degli ecosistemi marini che alimentano una parte sostanziale della popolazione mondiale. Controlla come il calore, carbonio, nutrienti e gas disciolti vengono scambiati tra gli strati superiore e inferiore dell'oceano.

Quindi, mentre un oceano più stabile potrebbe sembrare idilliaco, la realtà è meno confortante. Potrebbe significare che lo strato superiore intrappola più calore, e contenente meno nutrienti, con un grande impatto sulla vita oceanica e sul clima.

Come gli oceani fanno circolare il calore

Le temperature della superficie del mare diventano più fredde man mano che ci si sposta dall'equatore verso i poli. È un punto semplice, ma ha implicazioni enormi. Perché la temperatura, insieme a salinità e pressione, controlla la densità dell'acqua di mare, ciò significa che anche la superficie dell'oceano diventa più densa man mano che ci si allontana dai tropici.

La densità dell'acqua di mare aumenta anche con la profondità, perché la luce del sole che riscalda l'oceano viene assorbita in superficie, mentre l'oceano profondo è pieno di acqua fredda. Il cambiamento di densità con la profondità è indicato dagli oceanografi come stabilità. La densità più veloce aumenta con la profondità, più stabile si dice che l'oceano sia.

Aiuta pensare all'oceano come diviso in due strati, ciascuno con diversi livelli di stabilità.

Lo strato misto superficiale occupa i 100 metri superiori (circa) dell'oceano ed è dove il calore, acqua dolce, carbonio e gas disciolti vengono scambiati con l'atmosfera. La turbolenza sollevata dal vento e le onde sulla superficie del mare mescolano tutta l'acqua.

Lo strato più basso è chiamato l'abisso, che si estende da poche centinaia di metri di profondità fino al fondale. È freddo e buio, con deboli correnti che fanno circolare lentamente acqua intorno al pianeta che rimane isolata dalla superficie per decenni o addirittura secoli.

Dividere l'abisso e lo strato misto superficiale è qualcosa chiamato picnoclino. Possiamo pensarlo come uno strato di pellicola trasparente (o Saran Wrap). È invisibile e flessibile, ma impedisce all'acqua di attraversarlo. Quando il film viene ridotto a brandelli, che accade nell'oceano quando la turbolenza separa efficacemente il picnoclino, l'acqua può fuoriuscire in entrambe le direzioni. Ma con l'aumento delle temperature globali e lo strato superficiale dell'oceano assorbe più calore, il picnoclino sta diventando più stabile, rendendo più difficile il mescolamento dell'acqua sulla superficie dell'oceano e negli abissi.

Perchè questo è un problema? Bene, c'è un invisibile nastro trasportatore di acqua di mare che sposta l'acqua calda dall'equatore ai poli, dove si raffredda e diventa più denso e così sprofonda, tornando all'equatore in profondità. Durante questo viaggio, il calore assorbito dalla superficie dell'oceano viene spostato negli abissi, aiutando a ridistribuire il carico di calore dell'oceano, accumulati da un'atmosfera che si sta rapidamente riscaldando a causa delle nostre emissioni di gas serra.

Se un picnoclino più stabile intrappola più calore nella superficie dell'oceano, it could disrupt how effectively the ocean absorbs excess heat and pile pressure on sensitive shallow-water ecosystems like coral reefs.

Increasing stability causes a nutrient drought

And just as the ocean surface contains heat that must be mixed downwards, the abyss contains an enormous reservoir of nutrients that need to be mixed upwards.

The building blocks of most marine ecosystems are phytoplankton:microscopic algae which use photosynthesis to make their own food and absorb vast quantities of CO₂ from the atmosphere, as well as produce most of the world's oxygen.

Phytoplankton can only grow when there is enough light and nutrients. During spring, sunshine, longer days and lighter winds allow a seasonal pycnocline to form near the surface. Any available nutrients trapped above this pycnocline are quickly used up by the phytoplankton as they grow in what is called the spring bloom.

For phytoplankton at the surface to keep growing, the nutrients from the abyss must cross the pycnocline. And so another problem emerges. If phytoplankton are starved of nutrients thanks to a strengthened pycnocline then there's less food for the vast majority of ocean life, starting with the tiny microscopic animals which eat the algae and the small fish which eat them, and moving all the way up the food chain to sharks and whales.

Just as a more stable ocean is less effective at shifting heat into the deep sea and regulating the climate, it's also worse at sustaining the vibrant food webs at the sunlit surface which society depends on for nourishment.

Dovremmo essere preoccupati?

Ocean circulation is constantly evolving with natural variations and human-induced changes. The increasing stability of the pycnocline is just one part of an extremely complex puzzle that oceanographers are striving to solve.

To predict future changes in our climate, we use numerical models of the ocean and atmosphere that must include all of the physical processes responsible for changing them. We simply don't have computers powerful enough to include the effects of small-scale, turbulent processes within a model that simulates conditions over a global scale.

We do know that human activity is having a greater than expected impact on fundamental aspects of our planet's systems though. And we may not like the consequences.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.