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Perché il 75% degli oceani del mondo è povero di nutrienti e clorofilla? Esplora i segreti di queste acque misteriose!
Circa il 75% degli oceani del mondo rientrano nelle aree a basso contenuto di nutrienti e clorofilla (LNLC). La specificità di queste aree è affascinante e la loro esistenza non solo influenza il funzionamento degli ecosistemi marini, ma svolge anche un ruolo importante nel ciclo globale del carbonio. Esplorare le ragioni di questi segreti ci porterà a una comprensione più profonda del mistero e della fragilità dell'oceano e, allo stesso tempo, fornirà importanti indizi per la sua futura protezione e utilizzo.
Caratteristiche delle regioni LNLC
Le cosiddette aree a basso contenuto di nutrienti e a bassa clorofilla si riferiscono ad acque ricche di meno nutrienti (come azoto, fosforo e ferro), il che porta direttamente a una minore produttività primaria in queste aree, che si manifesta in una bassa concentrazioni di clorofilla. Queste aree sono spesso descritte come oligotrofiche e sono concentrate principalmente nei vortici subtropicali, ma anche nel Mediterraneo e in alcuni laghi interni.
Le regioni LNLC esistono perché i processi fisici limitano la disponibilità di nutrienti, facendo sì che questi vengano riciclati principalmente nella zona fotica e selezionino specie di fitoplancton più piccole.
Fattori fisici e biologici del ciclo dei nutrienti
La crescita del fitoplancton avviene principalmente nello strato misto, ovvero nella parte superiore dell'oceano, dove l'energia luminosa è sufficiente e la miscelazione turbolenta in superficie aumenta l'uniformità verticale di temperatura, salinità e densità lungo l'oceano. In queste regioni LNLC, la disponibilità di nutrienti deriva principalmente da tre fonti: reintroduzione delle acque profonde dell'oceano, riciclaggio dall'oceano di superficie e nutrienti "esterni" dall'atmosfera o dalla terraferma. La formazione delle regioni LNLC è il risultato di molteplici processi, tra cui le pompe biologiche, l'affondamento di Ekman e la stratificazione della colonna d'acqua.
La pompa biologica crea un gradiente di nutrienti esportando materia organica dalla superficie dell'oceano verso le profondità dell'oceano, il che determina una maggiore scarsità di nutrienti nella regione LNLC.
Produttività della regione LNLC
Sebbene la produzione primaria per unità di superficie sia generalmente inferiore nelle regioni LNLC, si stima che il 40% della produttività oceanica globale provenga da queste regioni. Ciò è dovuto al fatto che la regione LNLC è ampia e la maggior parte di essa si trova nel vortice subtropicale. Le acque in queste zone sono generalmente più calde e stratificate, il che limita l'apporto di nuovi nutrienti e fa sì che la principale fonte di nutrienti sia il "ciclo di rigenerazione".Nella zona LNLC, nonostante la nuova produzione sia bassa, la materia organica in uscita dalla pompa biologica verrà comunque riutilizzata in una certa misura attraverso il ciclo biologico.
Variabilità delle regioni LNLC
Sebbene le regioni LNLC siano generalmente povere di nutrienti, queste aree sono comunque dinamiche e subiscono cambiamenti con il passare delle stagioni. Ad esempio, il vortice subtropicale del Nord Atlantico si restringe in inverno e si espande in estate. Le tendenze a lungo termine mostrano che il vortice subtropicale nell'emisfero settentrionale si sta espandendo, mentre il vortice nell'emisfero meridionale si sta indebolendo. Il cambiamento climatico esacerba il processo di termostratificazione, che limita la disponibilità di nutrienti e quindi altera i modelli di produzione primaria.
Con il riscaldamento degli oceani, cresce la curiosità sul futuro della regione LNLC e molti ricercatori temono che ciò possa influire sull'equilibrio ecologico globale.
Esempi specifici di regione LNLC
Vortice subtropicale del Nord Atlantico
Essendo il centro del vortice subtropicale del Nord Atlantico, il Mar dei Sargassi, sebbene normalmente oligotrofico, ha tassi di produzione primaria significativamente più elevati del previsto a causa della fissazione dell'azoto e delle dinamiche stagionali. L'Atlantico settentrionale riceve il suo apporto di fosfati dall'Oceano Artico, mentre i cianobatteri fissatori di azoto, come il Trichodesmium, forniscono nitrati.
Vortice subtropicale del Pacifico settentrionale
Si tratta di uno dei più grandi vortici del mondo, in cui la produzione primaria è limitata da azoto, fosforo e ferro ed è influenzata da ENSO e PDO. Lo studio dimostra che durante l'evento ENSO del 1997-1998, importanti componenti dei modelli di produzione sono cambiati, influenzando i processi fisici e biologici nella regione.
Mar Mediterraneo
Il carattere oligotrofico del Mediterraneo è determinato dal suo esclusivo ciclo anti-marea. Qui le acque mostrano un gradiente di nutrienti fortemente decrescente da ovest a est, con una maggiore richiesta di azoto e fosforo che diventa relativamente importante.
Monitoraggio delle aree LNLC
A causa della lontananza e delle dimensioni della regione LNLC, il monitoraggio delle proprietà di queste acque è estremamente impegnativo. La raccolta dei dati richiede di affrontare condizioni ambientali difficili e deve essere supportata dalla cooperazione e dalle risorse internazionali, il che incide sull'affidabilità dei dati.
La combinazione di strumenti terrestri e immagini satellitari fornisce informazioni preziose su queste acque misteriose, ma il monitoraggio futuro richiederà un maggiore supporto e una maggiore consapevolezza a livello internazionale.
Mentre ci addentriamo sempre più nei misteri di queste aree povere di nutrienti e di clorofilla, non possiamo fare a meno di chiederci in che modo la composizione di queste acque misteriose e degli ecosistemi che ospitano influenzeranno il nostro futuro ambiente marino?
