L'interazione tra mercurio e manganese nell'acqua marina artica potrebbe spiegare un sorprendente calo che i ricercatori hanno riscontrato nei livelli di mercurio nel Mare di Barents durante l'inverno.

Nell'ultimo decennio, i ricercatori hanno imparato molto sulla notte polare, scoprendo tutto da come minuscole creature marine migrano su e giù nel mare in risposta alla debole luce della luna, agli uccelli marini che si tuffano nell'oceano nero come la pece per banchetta con plancton e krill bioluminescenti.

Ma ciò che è meno noto è come cambia la chimica dell'acqua dell'Oceano Artico durante questo periodo, quando il sole rimane completamente al di sotto dell'orizzonte per un giorno intero di 24 ore.

Ora, in un articolo pubblicato su Nature Geoscience , i ricercatori della Norwegian University of Science and Technology (NTNU) riferiscono di una tendenza sorprendente che hanno scoperto nei livelli di mercurio nell'oceano durante la notte polare.

"Abbiamo scoperto che le concentrazioni totali di mercurio nel Mare di Barents sono diminuite di circa il 33% dall'estate all'inverno", ha affermato Stephen G. Kohler, Ph.D. candidato al gruppo di chimica e biogeochimica marina della NTNU presso il Dipartimento di Chimica e primo autore dell'articolo.

Prime misurazioni invernali

Queste misurazioni sono i primi rapporti invernali in assoluto su questo elemento nelle acque dell'Oceano Artico.

Sono stati condotti nell'ambito del Nansen Legacy Project, una collaborazione di 7 anni tra 10 istituti di ricerca norvegesi che prevede lo studio degli aspetti fisici e biologici del Mare di Barents durante tutte e quattro le stagioni.

"Tutto ciò che abbiamo fatto e sappiamo sull'Artico finora è interamente basato su quando ci è stato permesso di andarci, che era principalmente in estate", ha detto Kohler. "E il fatto che ora abbiamo un'istantanea di ciò che sta accadendo durante il periodo oscuro ci dà più informazioni sull'intero ciclo del mercurio."

Il problema con il mercurio

Ciò che accade con i livelli di mercurio nell'Artico è importante perché una specifica forma tossica di mercurio, chiamata metilmercurio, può farsi strada nella rete alimentare.

Ciò comporta rischi per la salute degli animali in cima alla catena alimentare, come gli orsi polari, e per le popolazioni indigene del nord che consumano pesce e foche contaminati come parte regolare della loro dieta.

Ma ciò che interessa a Kohler e ai suoi colleghi è molto più fondamentale di questo:vogliono conoscere i meccanismi di base con cui il mercurio si muove nelle acque artiche.

Le fonti artificiali di mercurio vengono trasportate nell'Artico attraverso l'aria o l'acqua. Una grande fonte di mercurio atmosferico causata dall'uomo proviene dalla combustione del carbone. Questo mercurio nell'atmosfera può depositarsi sulla superficie artica a causa delle reazioni chimiche causate dalla luce solare. Inoltre, le fonti naturali di mercurio nell'Oceano Artico includono i rilasci dallo scioglimento del permafrost nell'acqua del fiume e l'erosione del suolo.

Con il riscaldamento del pianeta nei prossimi decenni, sempre più permafrost si scioglierà, rilasciando più mercurio nelle acque artiche. Ciò rende importante capire come si comporta l'elemento, in tutte le sue diverse forme e durante tutto l'anno, ha affermato Kohler.

Aumento estivo, diminuzione invernale

Kohler e i suoi colleghi hanno osservato livelli di mercurio più elevati nell'acqua di mare superficiale durante l'estate perché il sole è sorto e tutto si è scongelato, dal ghiaccio marino ai fiumi, che possono fornire mercurio all'oceano.

"Fa più caldo in estate. Quindi c'è più acqua di fiume in entrata, luce nell'atmosfera, e quindi c'è più mercurio in entrata", ha detto Kohler.

Quindi potresti aspettarti che durante l'inverno, quando l'Artico è buio e ghiacciato, i valori del mercurio rimarrebbero gli stessi, poiché tutti gli input sono stati interrotti. Ma quello che hanno visto Kohler e i suoi colleghi, un calo del 33% della quantità totale di mercurio rispetto ai valori estivi, li ha fatti cercare una spiegazione.

Eliminazione delle particelle

Kohler e i suoi colleghi, incluso il dottorando Nicolas Sanchez, stavano anche misurando i livelli di altri metalli nell'acqua oceanica, inclusi ferro e manganese.

E quello che hanno scoperto è che anche i livelli di manganese sono diminuiti in inverno. Nell'acqua di mare, il manganese può formare piccole particelle che poi attraggono il mercurio che si trova nell'acqua di mare, in un processo chiamato scavenging.

Queste particelle possono diventare abbastanza pesanti da affondare sul fondo del mare. I ricercatori hanno suggerito che queste particelle sono responsabili del trasporto del mercurio nelle acque e nei sedimenti più profondi.

"Lo scavenging è quando le particelle stanno essenzialmente afferrando il mercurio dall'acqua e portandolo con sé per il viaggio", ha detto Kohler.

Mentre questo lavaggio rimuove il mercurio dagli strati superficiali, significa un aumento del mercurio nei sedimenti, dove viene portato dalle particelle di manganese.

Mercurio più tossico in futuro

Non è necessariamente una buona notizia, anche se sembra che lo sia.

Una volta che il mercurio raggiunge i sedimenti oceanici, può essere agito dai batteri che vivono nei sedimenti. Questi batteri possono trasformare il mercurio nella sua forma tossica, il metilmercurio.

Tutto ciò significa che mercurio più tossico potrebbe farsi strada nelle reti alimentari artiche, ha affermato Kohler.

"In futuro, l'aumento delle temperature causato dai cambiamenti climatici consentirà di rilasciare più mercurio dal permafrost ricco di mercurio attorno al circolo polare artico durante l'estate", ha affermato. "Questo mercurio viene consegnato all'Oceano Artico attraverso i fiumi. Di conseguenza, quantità crescenti di mercurio nelle acque superficiali indicano quantità crescenti di mercurio che scendono nelle profondità invernali, con conseguente potenziale formazione di metilmercurio più tossico nel futuro Oceano Artico". + Esplora ulteriormente

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