Le emissioni di azoto finiscono negli oceani
Le attività umane hanno un impatto diretto sulla biogeochimica degli oceani del mondo, e non solo in termini di carbonio. I ricercatori hanno ora dimostrato che anche i composti di azoto provenienti dai processi di combustione e dall'agricoltura entrano in mare aperto attraverso l'atmosfera.
Quando i combustibili fossili vengono bruciati ad alte temperature, come nelle centrali elettriche a carbone e a gas o nei sistemi di riscaldamento a petrolio, si formano ossidi di azoto e altri composti reattivi dell'azoto che vengono rilasciati in atmosfera. L'azoto reattivo viene rilasciato in atmosfera anche dall'agricoltura. Ciò avviene quando parte dell'azoto introdotto come fertilizzante viene disperso in atmosfera sotto forma di ossido di azoto o ammoniaca. Queste emissioni sono aumentate in modo massiccio negli ultimi decenni, soprattutto in Asia orientale, dove sono aumentate del 40% nell'ultimo decennio.
Per molto tempo gli scienziati hanno pensato che queste emissioni di azoto avrebbero portato al massimo a problemi regionali, come una cattiva qualità dell'aria. Si temevano meno conseguenze a livello globale. Ciò è dovuto al fatto che la maggior parte delle sostanze azotate reattive viene lavata via con relativa facilità dalla pioggia, il che significa che la maggior parte di esse ritorna alla terra dove sono state emesse.
Trasportati per migliaia di chilometri
Un gruppo di ricerca internazionale che coinvolge l'ETH di Zurigo dipinge ora un quadro leggermente diverso: In uno studio appena pubblicato sulla rivista "Science", ha dimostrato un aumento dei livelli di nitrato nel Pacifico settentrionale. Il nitrato è la forma più stabile di azoto reattivo nell'oceano. I ricercatori attribuiscono questo aumento alle emissioni di azoto di origine antropica provenienti dall'Asia orientale. "Con questo studio abbiamo dimostrato per la prima volta in modo definitivo che l'uomo interviene direttamente nel ciclo dell'azoto negli oceani del mondo, a migliaia di chilometri di distanza dalla fonte", afferma Nicolas Gruber, professore di fisica ambientale all'ETH di Zurigo e coautore dello studio.
Secondo lo studio, l'aumento dei nitrati nel Pacifico settentrionale deriva in gran parte dai processi di combustione in Asia orientale e, in misura minore, dall'agricoltura. I venti occidentali prevalenti hanno sponsorizzato queste sostanze a Chi siamo, dove le piogge le hanno trasportate dall'aria al mare.
Uno sguardo al passato
Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato dati sui nutrienti provenienti da varie profondità oceaniche negli ultimi decenni. "L'oceano si mescola solo lentamente e l'acqua all'interno dell'oceano è più vecchia di quella in superficie", spiega Gruber. I campioni provenienti dall'interno dell'oceano permettono quindi di trarre conclusioni sulla composizione chimica della superficie del mare nel passato. ? quindi possibile guardare fino a 40 anni nel passato.
Finora i ricercatori hanno ritenuto che l'aumento dell'azoto immesso negli oceani dall'uomo Chi siamo fosse troppo piccolo per essere rilevato. Questo principalmente perché nell'oceano sono presenti grandi quantità di nitrati, soprattutto in profondità.
? stato possibile rilevare l'apporto antropico grazie a un metodo sviluppato da Gruber che utilizza il rapporto tra nitrati e fosfati. Ciò ha permesso ai ricercatori di identificare chiaramente il segnale antropico nei 500 metri superiori dell'oceano. In particolare vicino alla superficie, l'aumento ammonta a diverse micromoli per litro negli ultimi trent'anni, il che corrisponde a un quasi raddoppio della concentrazione locale. Il dottorando Simon Yang ha confermato l'aumento dell'azoto così rilevato utilizzando calcoli al computer con un modello del sistema terrestre. Questi calcoli del modello hanno prodotto un quadro simile.
Fertilizzazione degli oceani
Al momento i ricercatori possono solo fare ipotesi sulle conseguenze dell'ingresso di azoto reattivo nell'oceano. "Poiché l'azoto biologicamente disponibile tende a scarseggiare nel Pacifico settentrionale rispetto ad altri nutrienti, è probabile che l'apporto di azoto abbia un effetto fertilizzante e favorisca quindi la crescita delle alghe", afferma Gruber. ? anche ipotizzabile che, di conseguenza, alcuni tipi di batteri diventino più rari, in particolare quelli specializzati nella fissazione dell'azoto. Questi batteri possono convertire l'azoto molecolare in composti azotati biologicamente disponibili. Se tali composti di azoto si accumulano per effetto dell'atmosfera, questi microrganismi perdono la loro importanza per l'ecosistema oceanico.
In futuro, gli scienziati vorrebbero condurre uno studio dettagliato sulle conseguenze dell'immissione di azoto nel Pacifico. Anche perché, secondo i ricercatori, l'immissione negli oceani continuerà ad aumentare in futuro. Soprattutto perché non si può pensare che le emissioni globali di azoto reattivo nell'atmosfera diminuiranno nel prossimo futuro.
Letteratura di riferimento
Kim IN, Lee K, Gruber N, Karl DM, Bullister JL, Yang S, Kim TW: Aumento dell'azoto antropogenico nell'Oceano Pacifico settentrionale. Science, pubblicazione online dal 27 novembre 2014, doi: pagina esterna10.1126/science.1258396