Set di dati unici sul bario migliorano la nostra comprensione dell’immagazzinamento oceanico del carbonio
I dati ricavati dai campioni di ghiaccio indicano che l’anidride carbonica atmosferica varia naturalmente nel tempo, un processo a cui l’Oceano antartico contribuisce molto influenzando la capacità naturale di immagazzinare carbonio. Per prima cosa, le sue acque profonde assorbono e imprigionano carbonio e calore dall’atmosfera. In seguito, esso esercita un importante controllo sulla distribuzione di sostanze nutritive a una grande parte degli oceani della Terra, che a sua volta regola la struttura della popolazione algale e in tal modo l’assorbimento del carbonio. Con il progetto BARIUM (Barium cycling in Antarctic waters: Understanding present and past ocean processes), la dott.ssa Kate Hendry dell’Università di Bristol spera di utilizzare il ciclo del Ba per esaminare in che modo l’immagazzinamento oceanico del carbonio è cambiato nel corso del tempo. “Assieme ai miei studenti di laurea specialistica Stephanie Bates e Kimberley Pyle ho lavorato per effettuare alcune tra le misurazioni ad alta risoluzione più precise e accurate relative ad acqua di mare e carbonato di Ba marino, utilizzando metodi e strumenti all’avanguardia,” spiega la dott.ssa Hendry. “Il nostro set di dati unico ci consente di verificare le teorie relative al modo in cui la circolazione dell’Oceano antartico è collegata al clima globale in una varietà di scale temporali, e come il ciclo delle sostanze nutritive risponderà al futuro cambiamento climatico.” Queste scoperte si potrebbero dimostrare molto interessanti sia per i decisori politici che per l’industria. Le aree più sensibili al clima Il lavoro del team si è concentrato principalmente sulla WAP, che non solo risponde a cambiamenti delle temperature più globali rispetto ad altre parti della regione, ma è anche fortemente influenzata da complessi processi interconnessi, locali e regionali, dalle dinamiche del ghiaccio marino e del ghiacciaio fino alla circolazione oceanica e atmosferica. “Questo, in aggiunta ai bassi livelli di inquinamento di fondo causato dall’uomo, rende la WAP un luogo chiave per comprendere la chimica dell’oceano,” segnala la dott.ssa Hendry. Questo non ha comunque impedito al team di ampliare il proprio lavoro al canale di Drake e a campioni provenienti da ancora più lontano. “Noi abbiamo prodotto un fantastico set di dati sul Ba disciolto provenienti dalle regioni della WAP e del canale di Drake nell’Oceano Antartico,” spiega. “Dalla piattaforma della WAP, i nostri risultati svelano informazioni sui processi che controllano fonti e pozzi del Ba nell’acqua di mare (dissoluzione dei sedimenti, processi del ghiaccio marino, circolazione e biologia dell’oceano, ecc.), oltre a mostrare che c’è una significativa variabilità tra gli anni in conseguenza dei cambiamenti in questi processi. I nostri risultati relativi all’oceano aperto mostrano come la struttura fisica dei fronti all’interno dell’Oceano antartico influenzi il comportamento del Ba nell’acqua di mare. Questi risultati ci aiutano a comprendere il collegamento tra Ba, sostanze nutritive e declino del carbonio nell’Oceano antartico.” Oltre a questo, il team ha prodotto dei registri climatici che si estendono a ritroso nel tempo utilizzando delle testimonianze sedimentarie del contenuto di Ba intrappolato all’interno di gusci carbonatici di organismi monocellulari, chiamati Foraminiferi, provenienti dall’Oceano Antartico. “Questi archivi ci forniscono informazioni sui cambiamenti negli apporti di Ba e su altri aspetti della chimica dell’oceano nel passato. Noi abbiamo trovato significative differenze tra la concentrazione di Ba dell’Oceano antartico di oggi e di 125 000 anni fa, durante l’ultimo periodo caldo (interglaciale) prima dell’ultima era glaciale,” dice la dott.ssa Hendry. I dati ricavati dai campioni di ghiaccio mostrano che questo periodo fu più caldo rispetto all’epoca preindustriale e che aveva una concentrazione più elevata di anidride carbonica atmosferica, e questo lo rende un potenziale metro di paragone per il riscaldamento globale previsto nei prossimi decenni. “I nostri risultati hanno delle implicazioni per il modo in cui la circolazione dell’Oceano antartico potrebbe rispondere a un mondo più caldo, e per le nostre previsioni del cambiamento futuro,” ha aggiunto. Un altro risultato chiave ottenuto dal progetto è rappresentato dalle prime misurazioni degli isotopi di bario per i Foraminiferi e per l’acqua di mare nell’Atlantico equatoriale, che possiedono un enorme valore per far progredire la comprensione scientifica relativa ai processi che controllano le distribuzioni del Ba nell’acqua di mare e per aiutare a interpretare gli archivi del Ba nei sedimenti marini. Lezioni apprese e programmi per il futuro Nel complesso, i risultati di BARIUM forniscono preziose informazioni sul modo in cui il Ba compie il suo ciclo nell’oceano e su come esso sia collegato alla biologia, ossia chi sta crescendo nell’oceano e dove, oltre che a sostanze nutritive e assorbimento del carbonio. “Questo significa che possiamo comprendere meglio come utilizzare gli archivi del Ba intrappolati nei sedimenti marini per interpretare cambiamenti passati nell’oceano durante periodi di cambiamento climatico. Comprendendo in che modo l’oceano ha risposto, o anzi ha contribuito, al cambiamento climatico in passato, ci troviamo in una posizione migliore per prevedere cosa accadrà in futuro,” afferma la dott.ssa Hendry. Per la dott.ssa Hendry e il suo team, il futuro promette più ricerche e scoperte. “Come accade con la maggior parte della ricerca scientifica, i nostri risultati hanno sollevato molte domande,” spiega. “Una di queste domande riguarda il ruolo del ghiaccio marino nel ciclo del Ba, e come questo si colleghi all’assorbimento del carbonio. Noi siamo già riusciti ad ampliare il nostro progetto all’Artide, attraverso una nuova collaborazione con colleghi all’Istituto polare norvegese che ha incluso una campagna sul campo nel 2015 per studiare il ghiaccio marino invernale a nord delle Svalbard. Abbiamo già ottenuto dei risultati interessanti da questo nuovo progetto, quindi seguiteci con attenzione!”
Parole chiave
BARIUM, misurazioni isotopi bario, cambiamento climatico, Penisola antartica occidentale, chimica oceano, campione ghiaccio