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Il mistero del ciclo del carbonio oceanico: come influisce sul clima globale?
Il ciclo del carbonio marino si riferisce allo scambio di carbonio all'interno dell'oceano e tra questo e l'atmosfera, l'interno della Terra e il fondale marino. Questo processo complesso e sfaccettato coinvolge una serie di interazioni naturali che consentono al carbonio di fluire in tutto il mondo, rendendolo disponibile per l'uso da parte di tutte le forme di vita. Con l'intensificarsi del cambiamento climatico globale, il ciclo del carbonio negli oceani non solo influisce sull'ecosistema marino, ma ha anche un profondo impatto sul cambiamento climatico.
Il ciclo del carbonio oceanico è il processo centrale del ciclo globale del carbonio, che comprende due forme di carbonio inorganico e carbonio organico e fa fluire il carbonio attraverso la conversione tra materia vivente e non vivente.
I tre processi principali, o "pompe", del ciclo del carbonio oceanico sono quelli attraverso cui l'anidride carbonica proveniente dall'atmosfera viene assorbita dall'oceano e poi scambiata e distribuita al suo interno. Le tre pompe sono: la pompa di dissoluzione, la pompa del carbonato e la pompa biologica. Si stima che la riserva di carbonio attivo a breve termine sulla superficie terrestre ammonti a circa 4 trilioni di tonnellate di carbonio, di cui il 95% (circa 38.000 Gt C) è immagazzinato negli oceani, principalmente sotto forma di carbonio inorganico disciolto.
Le piante oceaniche e le alghe (produttori primari) contribuiscono ai maggiori flussi annuali di carbonio. E anche se la vita marina immagazzina relativamente poco carbonio (circa 3 GtC) rispetto alla vegetazione terrestre, questi organismi scambiano quasi la stessa quantità di carbonio, circa 50 GtC ciascuno.
Il ciclo del carbonio oceanico funziona in modo molto delicato. Non solo regola l'acidità e l'alcalinità dell'acqua, ma influenza anche la concentrazione di anidride carbonica e la sua presenza nell'atmosfera. Con l'aumento delle attività umane, l'assorbimento di carbonio da parte degli oceani ha mostrato cambiamenti significativi. Secondo i rapporti della NASA, dell'Organizzazione meteorologica mondiale, dell'IPCC e di altre organizzazioni, prima della rivoluzione industriale l'oceano era una delle principali fonti di anidride carbonica, ma ora è diventato un importante pozzo di carbonio.
Negli ultimi decenni, l'oceano ha svolto la funzione di pozzo per l'anidride carbonica di origine antropica, assorbendo circa un quarto dell'anidride carbonica prodotta dall'uomo attraverso la combustione di combustibili fossili e i cambiamenti nell'uso del suolo.
Tuttavia, sebbene l'assorbimento di anidride carbonica da parte degli oceani abbia in una certa misura rallentato la crescita di anidride carbonica nell'atmosfera, ha anche portato all'acidificazione degli oceani. Gli effetti del cambiamento climatico stanno diventando sempre più evidenti, con l'aumento delle temperature negli oceani e nell'atmosfera. Il rallentamento del riscaldamento globale dal 2000 al 2010 potrebbe essere collegato all'aumento del calore negli strati superiori dell'oceano.
Il funzionamento del ciclo del carbonio oceanico non è solo correlato al carbonio, ma anche strettamente collegato ai cicli dell'azoto e del fosforo, con un rapporto approssimativo di C:N:P pari a 106:16:1, che rende il carbonio e l'assorbimento di azoto e fosforo da parte della comunità biologica sta diventando piuttosto regolare.
In questo ciclo, il carbonio presente nell'oceano può essere suddiviso in carbonio organico e carbonio inorganico. Il carbonio inorganico esiste principalmente sotto forma di anidride carbonica e suoi derivati, mentre il carbonio organico ha origine dai processi di produzione degli organismi marini. La pompa biologica dell'oceano converte il carbonio inorganico in carbonio organico attraverso la produzione biologica, che può poi essere consumato o depositarsi sul fondale marino. La complessità di questo processo e la diversità delle forme di vita influenzano il flusso del carbonio.
Tuttavia, le attività umane odierne hanno interferito troppo con questo equilibrio naturale. Che si tratti di pesca eccessiva o di inquinamento da plastica, rappresentano una sfida per il ciclo del carbonio oceanico. Nel complesso, l'intensificazione dell'impatto umano ha portato a un potenziale indebolimento della capacità di assorbimento del carbonio da parte degli oceani; in futuro, gli oceani potrebbero non essere in grado di assorbire l'anidride carbonica in modo efficace come in passato.
Mentre nel ciclo del carbonio degli oceani si verificano cambiamenti che minacciano la salute di molti ecosistemi, gli esseri umani sono consapevoli del profondo impatto delle loro azioni su questo sistema?
