Nell'ottobre 2019, Sono salpato con un team di scienziati a bordo della nave della guardia costiera canadese John P. Tully nell'Oceano Pacifico nordorientale, al largo della costa dell'isola di Vancouver. Combattendo mari agitati e mancanza di sonno, abbiamo trascorso la maggior parte della settimana a lavorare spalla a spalla in un piccolo frigorifero in piedi, analizzare i sedimenti del fondo marino per saperne di più sugli effetti delle condizioni di scarso ossigeno sugli ambienti di acque profonde.

Quando gli organismi muoiono, affondano attraverso la colonna d'acqua, consumando ossigeno nell'oceano sotto la superficie mentre si decompongono. Questo porta a bande di acqua povera di ossigeno chiamate zone minime di ossigeno, o "zone morte".

Questi ambienti difficili sono inabitabili per la maggior parte degli organismi. Sebbene siano presenti naturalmente in alcune aree, le zone morte compaiono spesso dopo il lavaggio di fertilizzanti e liquami a valle nelle aree costiere, scintillanti fioriture di alghe, che poi muoiono e si decompongono.

Articolo in Science sulla diminuzione dell'ossigeno nell'oceano globale e nelle acque costiere, risultato del cambiamento climatico e delle attività umane. Alimentazione degli oceani> 500 milioni di persone e almeno 500 zone morte sono state segnalate vicino alle coste, da meno di 50 nel 1950 https://t.co/NBohXhtkaI pic.twitter.com/VLKA4PbHmO

— Manolis Kogevinas (@KogevinasM) 5 gennaio 2018

Uno dei nostri studi di quella spedizione ha suggerito che i sedimenti al di sotto delle acque impoverite di ossigeno sono una fonte significativa di protossido di azoto (N ₂ O). Questo gas viene rilasciato nell'atmosfera quando l'acqua profonda risale in superficie in un processo noto come upwelling.

Ossido nitroso, più comunemente noto come "gas esilarante, "è un potente gas serra, 300 volte più potente dell'anidride carbonica. Emissioni globali di N ₂ O stanno aumentando a causa delle attività umane che ne stimolano la produzione.

n ₂ O hotspot

Gli oceani rappresentano attualmente circa il 25% del N . globale ₂ O emissioni, e gli scienziati stanno lavorando per migliorare le stime dei contributi marini. La maggior parte della ricerca si è concentrata sulle zone minime di ossigeno, che sono noti come hotspot di N ₂ O emissioni.

Il riscaldamento dell'oceano dovuto ai cambiamenti climatici sta guidando l'espansione delle zone minime di ossigeno marino a livello globale. Ciò ha portato alla speculazione che N ₂ O le emissioni dagli oceani continueranno ad aumentare e ad accelerare ulteriormente il cambiamento climatico. I nostri risultati indicano che ancora più N ₂ Si può prevedere una produzione di O dove queste acque a basso contenuto di ossigeno sono in contatto con il fondo marino.

L'azoto è un componente essenziale per la vita sulla Terra ed esiste nell'ambiente in molte forme diverse. Gruppi specializzati di microbi unicellulari utilizzano composti contenenti azoto, come ammonio e nitrato, per l'energia per guidare le funzioni cellulari. Queste reazioni metaboliche mediano la trasformazione dell'azoto tra i suoi vari stati nell'ambiente, durante il quale N ₂ O può disperdersi nell'ambiente come sottoprodotto.

A parte i suoi effetti come gas serra, n ₂ O è anche la principale sostanza lesiva dell'ozono emessa nell'atmosfera.

Mangrovie come N ₂ oh banche

Il nostro team si è recato alle Bermuda nell'autunno del 2020 per misurare N ₂ O emissioni in una foresta di mangrovie incontaminate in collaborazione con il Bermuda Institute of Ocean Sciences. Questi sedimenti erano meno profondi e accessibili agli amanti dello snorkeling, che ci ha permesso di indagare a fondo il loro ruolo in N ₂ O pedalare in diverse condizioni ambientali.

Abbiamo scoperto che i sedimenti del fondo marino nelle mangrovie delle Bermuda stavano effettivamente consumando N ₂ O dall'acqua di mare sovrastante. Simile N ₂ O "lavelli" sono stati descritti in precedenza in altri sistemi incontaminati, compresi gli estuari, mangrovie e persino terreni terrestri.

La capacità di queste aree di disegnare N ₂ O dall'atmosfera è legato alle concentrazioni di nutrienti contenenti azoto nell'ambiente. La produzione di protossido di azoto è inibita quando questi nutrienti contenenti azoto scarseggiano. Quando i livelli di nutrienti sono sufficientemente bassi, gli habitat marini possono agire come consumatori netti di N ₂ O.

Sedimenti che agiscono come N ₂ I pozzi O possono anche fungere da fonti nette di N ₂ O nell'atmosfera quando è soggetto a un aumento del carico di azoto da acque reflue agricole e acque reflue urbane. Infatti, le mangrovie e altri ecosistemi vicino alla costa che sperimentano apporti prolungati di azoto disciolto tendono ad essere grandi N ₂ O emettitori.

La misura in cui gli ambienti incontaminati possono fungere da tampone contro gli aumenti di N . atmosferico ₂ La concentrazione di O è ancora incerta. La maggior parte degli studi fino ad oggi si è concentrata su regioni densamente popolate e altamente disturbate dell'Europa e dell'Asia, che fungono da fonti di N ₂ O. Questo lascia molto da imparare sul ruolo degli habitat marini incontaminati come N ₂ O lavelli e la loro influenza complessiva sul N . globale ₂ O bilanci.

Fertilizzante mirato

Pur riducendo il futuro N . marino ₂ O le emissioni dipendono dal problema più complesso di rallentare la crescita e la diffusione delle zone minime di ossigeno marino, le azioni di conservazione e ripristino degli ambienti costieri incontaminati sono interventi trattabili e attuabili nel breve periodo.

Attualmente, le pratiche agricole umane rappresentano oltre i due terzi del N . globale ₂ O emissioni. Di conseguenza, molta attenzione è stata rivolta alla riduzione della quantità di azoto in eccesso aggiunto ai terreni agricoli tramite fertilizzante. Poiché i nutrienti che non vengono assorbiti dalle piante spesso finiscono in bacini idrografici che drenano nell'oceano, anche le politiche che affrontano l'uso eccessivo di fertilizzanti andranno a beneficio degli ecosistemi acquatici adiacenti.

Però, ridurre ulteriormente le emissioni marine richiederà un approccio multiforme che affronti anche lo sviluppo costiero e le pratiche di smaltimento delle acque reflue nelle aree fortemente colpite.

Le Nazioni Unite hanno dichiarato il 2021 come l'inizio di un decennio di scienze oceaniche per lo sviluppo sostenibile. Il dettaglio del legame vitale tra oceani e cambiamento climatico non è mai stato così tempestivo come adesso.

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