I cambiamenti climatici influenzano gli ecosistemi delle lastre di ghiaccio ricchi di microorganismi
Il progetto EMoGrIS, finanziato dall’UE, ha fornito una struttura teorica dell’ecosistema epiglaciale (superficie dei ghiacciai) ricco di microorganismi della calotta glaciale della Groenlandia (GrIS), sviluppando uno strumento predittivo di future alterazioni nell’ecosistema. Il progetto ha inoltre stabilito la GrIS come un ecosistema modello per lo studio della biogeografia microbica e dei modelli di biodiversità. Il riscaldamento climatico cambia la lastra di ghiaccio L’ecosistema epiglaciale della GrIS comprende lo strato superficiale del ghiaccio, che è a contatto con l’atmosfera e riceve la radiazione solare e il deposito atmosferico di polvere, aerosol e inoculi microbici. La GrIS contiene ecosistemi particolari, quali neve in fase di scioglimento, ghiaccio allo stato puro e detriti superficiali (crioconite), che ospitano varie comunità microbiche e sono luoghi di notevole attività biologica. Inoltre, i microrganismi epiglaciali elaborano carbonio e sostanze nutritive, e possono inoltre incidere sul comportamento fisico della lastra glaciale e aumentarne lo scioglimento riducendone la riflessività superficiale. «L’ecosistema epiglaciale GrIS può impattare in modo significativo gli ecosistemi terrestri e marini circostanti attraverso l’esportazione di cellule viventi, di carbonio organico e di altre sostanze nutritive, e sta cambiando rapidamente a causa del riscaldamento climatico», avverte il Dott. Marek Stibal, ricercatore del progetto. Per capire meglio questi processi, è stato creato un modello concettuale dell’ecosistema superficiale GrIS utilizzando formulazioni, verifiche e validazioni matematiche, e successive simulazioni di scenari climatici futuri. Inoltre, è stata progettata una strategia di campionatura per verificare alcune ipotesi ecologiche pertinenti, come i rapporti tra diversità e produttività. Il modello rileva ciò che non sappiamo Il modello è quello di un ecosistema basato su un processo (ossia risolve processi nel tempo, come la velocità di flusso del carbonio) a base di carbonio organico. L’obiettivo era simulare i processi di ciclo del carbonio sulla superficie del GrIS applicando carbonio organico sciolto e particolato e biomassa auto- ed eterotrofica e variabili come il deposito atmosferico, il flushing dell’acqua da scioglimento, la produzione primaria e la respirazione. Il modello è stato inoltre testato applicando dati meteorologici (temperatura superficiale, scioglimento superficiale, radiazione incidente). Alterando questi fattori, gli scienziati possono cambiare gli esiti del modello, consentendo simulazioni di climi futuri con temperature superficiali più elevate e stagioni di scioglimento più lunghe, utilizzabili per prevedere il futuro dell’ecosistema. I risultati dimostrano quanto poco si sapeva in precedenza sul sistema. «Lavoro al progetto GrIS da quasi 10 anni, ma il modello che ho sviluppato ha identificato alcuni processi che non abbiamo quantificato, né capito che dovremmo quantificare come componenti integrali del funzionamento dell’ecosistema», osserva il Dott. Stibal. «Ad esempio, abbiamo un’idea piuttosto chiara di ciò che si verifica sulla lastra glaciale per quanto riguarda il ciclo del carbonio nella stagione estiva di scioglimento, ma non sappiamo nulla dell’attività invernale». EMoGrIS è importante per tutti i ricercatori interessati al futuro del GrIS, ossia biologi, ecologisti, geochimici o glaciologi e per quanti sono interessati dai cambiamenti alle lastre glaciali. Lo studio costituirà anche la base di studi futuri sul destino dei microorganismi epiglaciali trascinati a valle dalla superficie della lastra glaciale e sui modelli di diversità dei gruppi di microorganismi filogenetici e funzionali.
Parole chiave
EMoGrIS, ecosistema epiglaciale, modellistica ecologica, lastra glaciale della Groenlandia (GrIS), cambiamento climatico
