Nell’oscurità della zona crepuscolare dell’oceano, da 100 a 1,000 metri sotto la superficie dell’acqua, l’appetito vorace di minuscoli organismi unicellulari potrebbe svolgere un ruolo inaspettato nell’alterare il ciclo del carbonio terrestre, secondo un nuovo studio. studio.

Guidati da Mike Stukel, un assistente professore di oceanografia presso la Florida State University, un team di ricercatori ha scoperto che le particelle ricche di carbonio nelle profondità dell'oceano, che normalmente affonderebbero sul fondo dell'oceano e rimarrebbero isolate per millenni, vengono invece consumate da organismi microscopici chiamati feodari. .

I ricercatori suggeriscono che ciò potrebbe far sì che il carbonio rientri nell’atmosfera dopo solo pochi mesi o decenni e provocare un effetto su larga scala sul ciclo globale del carbonio e sui cambiamenti climatici della Terra.

La ricerca è pubblicata sulla rivista Limnologia e Oceanografia.

Il team comprende anche Tristan Biard e Mark D. Ohman dello Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California, San Diego e Jeffrey Krause del Dauphin Island Sea Lab e dell'Università del South Alabama.

Riciclaggio del carbonio

Per studiare il processo mediante il quale il carbonio viene trasportato dalla superficie alle profondità dell'oceano, il team ha iniziato la ricerca lungo la costa della California, da San Diego a Santa Barbara.

“Le profondità dell’oceano hanno il potenziale per immagazzinare immense quantità di anidride carbonica”, ha affermato Stukel.

“Tuttavia, le profondità dell’oceano non si mescolano direttamente con l’atmosfera. Invece, l’atmosfera scambia anidride carbonica con la superficie dell’oceano, che normalmente è vicino all’equilibrio con l’atmosfera rispetto all’anidride carbonica”.

Stukel ha inoltre spiegato che quando le alghe che vivono sulla superficie dell’oceano conducono la fotosintesi, assorbono anidride carbonica, che poi attira l’anidride carbonica dall’atmosfera alla superficie dell’oceano.

Quindi, quando le alghe vengono mangiate da organismi come il krill o altro zooplancton, questi organismi respirano l'anidride carbonica e la restituiscono all'atmosfera.

L’unico modo in cui l’oceano sperimenta un assorbimento netto di anidride carbonica dall’atmosfera è se il carbonio organico dalla superficie viene trasportato nelle profondità dell’oceano, tipicamente sotto forma di particelle che affondano.

Particelle che affondano

Le particelle che affondano possono essere il risultato di molte cose. Organismi morti, materia fecale o pacchetti amalgamati di particelle organiche, ad esempio, provocano l'affondamento del carbonio e il trasporto nelle profondità dell'oceano.

Inoltre, le diatomee, un tipo di fitoplancton abbondante che esegue circa un quarto della fotosintesi mondiale, hanno densi gusci di silice simili al vetro che le fanno affondare rapidamente.

I ricercatori spiegano che se queste particelle che affondano dovessero raggiungere le profondità dell’oceano senza ostacoli, il loro carbonio verrebbe trattenuto dall’atmosfera per centinaia di anni.

Ma, come hanno scoperto Stukel e il suo team, questo non sempre accade.

"Ci sono molti organismi (batteri, crostacei, pesci e i protisti che abbiamo studiato) che vivono a profondità intermedie nell'oceano e consumano queste particelle che affondano", ha detto Stukel.

“Se questi organismi consumano particelle che affondano prima di raggiungere le profondità dell’oceano, è probabile che il carbonio rientri nell’atmosfera dopo un periodo che va da pochi mesi a un paio di decenni”.

Indagare sui microrganismi

Con l'uso di telecamere avanzate Underwater Video Profiler (UVP), i ricercatori sono stati in grado di studiare organismi piccoli fino a 500 micron, o metà dello spessore di una monetina, e misurare il loro ruolo nel consumo di particelle che affondano.

Nello specifico, il team ha esaminato un tipo di feodari chiamato aulosphaeridae, poiché era facilmente rilevabile sott'acqua e uno dei ricercatori era un esperto nell'identificarli attraverso l'UVP.

Per calcolarne il consumo, i ricercatori hanno quantificato quanti aulosphaeridae erano presenti e quante particelle intercettavano.

"Quantificando quante ce n'erano e quindi quantificando la proporzione di particelle che avrebbero intercettato, siamo stati in grado di calcolare che avrebbero potuto consumare circa il 20% delle particelle che affondavano fuori dallo strato superficiale", ha detto Stukel in un dichiarazione.

L’idea che un gruppo di microrganismi potrebbe consumare il 20% delle particelle che affondano ricche di carbonio suggerisce che i microrganismi in tutto il mondo potrebbero svolgere un ruolo molto più importante nel ciclo del carbonio di quanto si credesse in precedenza, ha spiegato Stukel.

“La profondità alla quale il carbonio organico (prodotto dalle alghe nella superficie dell’oceano) viene restituito all’anidride carbonica ha un grande impatto sul ciclo globale del carbonio”, ha affermato.

“A livello globale, se l’anidride carbonica viene respirata più in profondità nell’oceano, le concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica diminuiranno. Al contrario, se viene respirato a una profondità inferiore, le concentrazioni atmosferiche aumenteranno. Pertanto comprendere i processi che portano alla respirazione delle particelle che affondano è molto importante”.

Continuare lo studio

Anche se i ricercatori hanno esaminato solo gli aulosphaeridae, non è l'unico microrganismo che svolge un ruolo nel consumo di particelle che affondano e intendono affrontarne altri in futuro, ha detto Stukel.

Inoltre, i ricercatori sperano di comprendere meglio la variabilità dell'abbondanza di aulosphaeridae e organismi simili, poiché hanno scoperto momenti in cui l'organismo sarebbe così abbondante da consumare fino al 30% delle particelle che affondano, e altri in cui erano appena presenti.

"L'abbondanza di protisti come Aulosphaeridae è potenzialmente controllata da molti fattori diversi tra cui la temperatura, la concentrazione di ossigeno, l'approvvigionamento di cibo, la predazione, la galleggiabilità e le correnti oceaniche che spostano costantemente questi organismi", ha affermato Stukel.

“Comprendere come questi fattori sono correlati richiede osservazioni combinate a lungo termine dei cambiamenti nel loro ecosistema e nella loro abbondanza”.

Sebbene la tecnologia per contare questi organismi nell’oceano esista solo negli ultimi dieci anni e l’indagine sia relativamente nuova, Stukel ritiene che la scoperta del team sarà immensamente importante per comprendere il ciclo del carbonio in futuro.

“La nostra capacità di capire come cambieranno queste cose è importante per capire come cambierà il ciclo globale del carbonio”, ha affermato Stukel in una nota.

“Dobbiamo sapere cosa sta succedendo nel resto del mondo e dobbiamo sapere cosa causa questi enormi cambiamenti da quando questi organismi sono un attore realmente dominante a quando sono un attore marginale”.