È facile pensare che più nutrienti, le sostanze di cui la vita ha bisogno per crescere e prosperare, favorirebbero ecosistemi più vivaci. Eppure l'inquinamento da nutrienti ha di fatto devastato i sistemi marini, contribuendo a dannose fioriture di alghe, qualità dell'acqua peggiore e zone morte povere di ossigeno.

Un team di ricercatori dell'UC Santa Barbara ha proposto una nuova strategia per ridurre grandi quantità di nutrienti, in particolare azoto e fosforo, dopo che sono già stati rilasciati nell'ambiente. In uno studio apparso sulla rivista Politica marittima , gli autori sostengono che l'incredibile capacità delle alghe di trarre nutrienti dall'acqua potrebbe fornire una soluzione efficiente ed economica. Guardando il Golfo del Messico americano, il team ha individuato oltre 63, 000 chilometri quadrati adatti all'acquacoltura di alghe.

"Un obiettivo chiave dell'ecologia della conservazione è comprendere e mantenere l'equilibrio naturale degli ecosistemi, perché l'attività umana tende a far sbilanciare le cose, " ha detto il co-autore Darcy Bradley, co-direttore del programma Ocean and Fisheries presso l'Environmental Markets Lab dell'università. Attività a terra, come l'agricoltura su scala industriale, inviano molti nutrienti nei corsi d'acqua dove si accumulano e fluiscono nell'oceano in quantità maggiori di quanto farebbero naturalmente.

Alghe e microbi opportunisti sfruttano l'eccesso di nutrienti, che alimentano fioriture massicce. Questa crescita può avere tutti i tipi di conseguenze, dalla produzione di biotossine al soffocamento degli habitat nelle monocolture virtuali. E mentre queste alghe producono ossigeno quando sono vive, muoiono così improvvisamente e in tale volume che la loro rapida decomposizione consuma tutto l'ossigeno disponibile nell'acqua, trasformando enormi distese dell'oceano nelle cosiddette "zone morte".

Le alghe coltivate potrebbero assorbire i nutrienti disponibili, affermano gli autori, limitare le risorse per la crescita incontrollata di alghe e microbi fastidiosi. Le alghe producono anche ossigeno, che potrebbe alleviare lo sviluppo di zone morte ipossiche.

Gli autori hanno analizzato i dati del Golfo del Messico degli Stati Uniti, che dicono esemplifica le sfide associate all'inquinamento da nutrienti. Più di 800 bacini idrografici in 32 stati forniscono nutrienti al Golfo, che ha portato a una crescente zona morta a basso contenuto di ossigeno. Nel 2019, questa zona morta si estendeva poco più di 18 anni, 000 chilometri quadrati, leggermente più piccola dell'area del New Jersey.

Utilizzando dati oceanografici e di uso umano open source, il team ha identificato le aree del golfo adatte alla coltivazione delle alghe. Hanno scoperto che circa il 9% della zona economica esclusiva degli Stati Uniti nel Golfo potrebbe sostenere l'acquacoltura di alghe, in particolare al largo della costa occidentale della Florida.

"La coltivazione di alghe in meno dell'1% del Golfo del Messico degli Stati Uniti potrebbe potenzialmente raggiungere gli obiettivi di riduzione dell'inquinamento del paese che, per decenni, sono stati difficili da raggiungere, " ha detto l'autore principale Phoebe Racine, un dottorato di ricerca candidato alla Bren School of Environmental Science &Management dell'UCSB.

"Affrontare l'inquinamento da nutrienti è difficile e costoso, "Ha aggiunto Bradley. Gli Stati Uniti da soli spendono più di 27 miliardi di dollari ogni anno per il trattamento delle acque reflue.

Molte regioni utilizzano programmi di scambio di qualità dell'acqua per gestire questo problema. In questi sistemi cap-and-trade i regolatori fissano un limite alla quantità di inquinante che può essere rilasciato, e quindi le entità scambiano crediti in un mercato. Esistono programmi di scambio di qualità dell'acqua in tutti gli Stati Uniti, anche se spesso sono piccoli, su misura e può essere effimero. Detto ciò, mostrano molte promesse e, secondo Racine, avere un sostegno bipartisan.

L'acquacoltura di alghe marine si adatterebbe perfettamente a queste iniziative. "A seconda dei costi e dell'efficienza dell'agricoltura, l'acquacoltura di alghe potrebbe essere finanziata dai mercati commerciali della qualità dell'acqua per un importo compreso tra $ 2 e $ 70 per chilogrammo di azoto rimosso, "Racine ha detto, "che rientra nell'intervallo dei prezzi del credito osservati nei mercati esistenti".

Cosa c'è di più, i ricercatori osservano che la domanda di alghe è in aumento nei settori alimentare e industriale. I potenziali prodotti includono biocarburanti, fertilizzante e cibo, a seconda della qualità dell'acqua, ha detto Racine. Ciò significa che, a differenza di molte strategie di riparazione, l'acquacoltura di alghe potrebbe ripagarsi da sola o addirittura generare entrate.

E i tempi sembrano maturi per la proposta degli autori. "Gli Stati Uniti hanno tradizionalmente avuto molte barriere per ottenere l'acquacoltura nell'oceano, "Ha spiegato Bradley. "Ma c'è un crescente sostegno politico sotto forma di progetti di legge e un ordine esecutivo firmato che potrebbe catalizzare l'espansione dell'industria dell'acquacoltura negli Stati Uniti".

Questo studio è il primo di molti ad uscire dal Seaweed Working Group, un gruppo interdisciplinare di ricercatori che cercano di capire e tracciare il potenziale dei benefici dell'acquacoltura di alghe per la società. Attualmente stanno studiando una serie di altri servizi ecosistemici che la coltivazione delle alghe potrebbe fornire, come i benefici per la pesca circostante e la cattura del carbonio. I ricercatori stanno anche lavorando a un documento che esplora la rimozione di azoto e fosforo a livello nazionale con un'analisi su larga scala che modella la rimozione dei nutrienti dalle alghe native al largo della costa della Florida.

Finché gli esseri umani continueranno ad aggiungere sostanze nutritive all'ambiente, la natura troverà il modo di usarli. Coltivando deliberatamente le alghe, possiamo far crescere alghe che sappiamo essere benigne, utile, o anche potenzialmente utile, piuttosto che le alghe opportunistiche che attualmente attingono a questi nutrienti in eccesso.