I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno terminato di indagare su come l’indebolimento preistorico di una grande corrente oceanica abbia portato a un declino dei nutrienti oceanici e ad impatti negativi sulla vita dell’oceano Nord Atlantico. I risultati supportano le previsioni su come i nostri oceani potrebbero reagire ai cambiamenti climatici e cosa ciò significherà per la vita oceanica.
L’Oceano Atlantico settentrionale è un centro di attività biologica, dovuta in gran parte alla Corrente del Golfo, che fornisce una ricca corrente di nutrienti. Gli scienziati hanno ipotizzato che il nostro cambiamento climatico potrebbe portare a un declino dei nutrienti e dell'attività biologica nel Nord Atlantico a causa di un indebolimento della circolazione oceanica, ma questa teoria è stata precedentemente supportata solo da modelli.
Ora, studiando i sedimenti sepolti all'origine della Corrente del Golfo, il team ha condotto un'indagine unica nel suo genere sull'impatto di un simile declino indotto dal clima quasi 13.000 anni fa, quando la Terra uscì dall'ultima era glaciale.
L'articolo "Un flusso di nutrienti diminuito nel Nord Atlantico durante l'inversione climatica del Younger Dryas" è stato pubblicato su Science questa settimana. Guidato da Jean Lynch-Stieglitz, professore alla School of Earth of Atmospheric Sciences della Georgia Tech, il team comprendeva anche gli ex studenti di Lynch-Stieglitz:Tyler Vollmer, Shannon Valley ed Eric Blackmon, insieme a Sifan Gu (Jiao Tong University School di Oceanografia) e Thomas Marchitto (Università del Colorado, Boulder).
"La ricerca mette alla prova un concetto che in precedenza era stato esplorato solo nella teoria e nei modelli", afferma Lynch-Stieglitz. "La circolazione ribaltata dell'Atlantico su larga scala fornisce i nutrienti che sono alla base della produttività biologica nel Nord Atlantico."
Poiché si prevede che la corrente continuerà a indebolirsi nel corso del prossimo secolo a causa delle emissioni di gas serra, i ricercatori prevedono che il Nord Atlantico riceverà sempre meno nutrienti.
"Questo concetto ha implicazioni nel mondo reale per la salute futura degli oceani e della pesca", spiega Lynch-Stieglitz. Gli impatti vanno dal declino delle popolazioni ittiche al potenziale impatto sulla quantità di CO2 l'oceano può assorbire.
"I drammatici cambiamenti climatici che la Terra ha sperimentato in passato possono aiutarci a capire quali parti del sistema Terra sono vulnerabili ai cambiamenti e aiutarci a valutare le idee sugli impatti del cambiamento climatico in corso", aggiunge.
Un mistero improbabile
Il team ha studiato il Younger Dryas, un periodo di tempo durante la transizione dall’ultima era glaciale quando si verificò un indebolimento della circolazione atlantica. Esaminando come è cambiato il flusso di nutrienti quando la circolazione si è indebolita in passato, i ricercatori speravano di capire meglio cosa possiamo aspettarci dall'attuale riscaldamento degli oceani.
Tuttavia, inizialmente il team non aveva questo obiettivo in mente:il lavoro è iniziato come un progetto di ricerca universitario con un mistero intrigante. Eric Blackmon, allora studente del laboratorio di Lynch-Stieglitz, era interessato a indagare sulla scomparsa di una specie di plancton dall'Oceano Atlantico settentrionale durante l'ultima era glaciale.
"Il risultato di questo studio è stato sconcertante", ricorda Lynch-Stieglitz. Il team ha deciso di utilizzare una tecnica usata raramente per comprendere meglio i risultati. Il metodo di ricostruzione della concentrazione di ossigeno nell'acqua di mare ha prodotto una registrazione insolitamente chiara di come la concentrazione di ossigeno nell'acqua di mare fosse cambiata nel tempo.
"Il nostro team si è reso conto che, combinata con una precedente ricostruzione della chimica dell'acqua di mare, la tecnica forniva informazioni chiave sulla storia e sui meccanismi di distribuzione dei nutrienti nell'Oceano Atlantico settentrionale", afferma Lynch-Stieglitz. "Abbiamo deciso di rispondere a una piccola domanda e, strada facendo, abbiamo scoperto che i nostri dati hanno implicazioni più ampie di quanto ci aspettassimo."
Con questa nuova tecnica, il team ha analizzato strati di sedimenti nello Stretto della Florida, uno stretto passaggio tra le Florida Keys e Cuba, dove si incontrano il Golfo del Messico e l’Oceano Atlantico. Scavando questi strati e prelevando un campione cilindrico, "gli strati di sedimenti accumulati forniscono una storia ambientale nel sito", spiega Lynch-Stieglitz. In questo caso, "abbiamo osservato come i gusci degli organismi unicellulari chiamati foraminiferi cambiato nel tempo." Perché foraminiferi vivono sul fondo dell'oceano, i loro gusci si accumulano all'interno di ogni strato di sedimento, preservando importanti firme chimiche che possono essere utilizzate per ricostruire la chimica dell'oceano in cui risiedono.
"È piuttosto sorprendente che la chimica degli oceani del passato possa essere ricostruita in modo così dettagliato utilizzando conchiglie bellissime e minuscole", afferma Lynch-Stieglitz.
La ricerca ha dimostrato che durante il Younger Dryas, quando la circolazione capovolta si indeboliva, i nutrienti nella Corrente del Golfo diminuivano e la quantità di ossigeno nello Stretto della Florida aumentava. Il team ha anche scoperto che man mano che il flusso di nutrienti diminuiva, diminuiva anche la quantità di produttività biologica nel Nord Atlantico.
"Lo studio rappresenta un importante sviluppo del proxy basato sugli isotopi di carbonio per le concentrazioni passate di ossigeno", afferma Lynch-Stieglitz. "I dati sono molto chiari e l'entità e la tempistica dei cambiamenti nell'ossigeno disciolto si riflettono in modo sorprendente nella ricostruzione del fosfato."
Oltre a queste scoperte sul funzionamento dell'oceano, lo studio del team sui foraminiferi fornisce anche nuovi modi per comprendere come i nutrienti vengono riciclati nell’oceano e come indagare su questo aspetto. Queste finestre sul modo in cui gli oceani della Terra sono cambiati nel passato forniscono uno strumento fondamentale per testare i modelli, permettendoci di prevedere meglio come i nostri oceani e le risorse che forniscono potrebbero rispondere ai cambiamenti climatici in futuro.
"I cambiamenti fisici nel sistema terrestre possono avere profondi cambiamenti sulla vita nell'oceano e impatti di vasta portata", osserva Lynch-Stieglitz. "Il cambiamento climatico non riguarda solo il clima."
Ulteriori informazioni: Jean Lynch-Stieglitz et al, Una diminuzione del flusso di nutrienti del Nord Atlantico durante l'inversione climatica del Younger Dryas, Scienza (2024). DOI:10.1126/science.adi5543
Informazioni sul giornale: Scienza
Fornito dal Georgia Institute of Technology
