I cambiamenti climatici modificheranno il colore dell’oceano entro la fine del XXI secolo

Mutamenti nelle comunità di fitoplancton porteranno a oceani più blu e verdi
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I cambiamenti climatici stanno causando cambiamenti significativi nel fitoplancton negli oceani del mondo, e secondo il nuovo studio “Ocean colour signature of climate change” pubblicato su Nature Communications da un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e del National Oceanography Centre Southampton «Nei prossimi decenni questi cambiamenti influenzeranno il colore dell’oceano, intensificando le sue regioni blu e quelle verdi. I satelliti dovrebbero rilevare questi cambiamenti di tonalità, fornendo un allarme tempestivo sulle modifiche su larga scala agli ecosistemi marini».

Il team anglo-statunitense  dice di aver sviluppato «un modello globale che simula la crescita e l’interazione di diverse specie di fitoplancton, o di alghe, e di come il mix delle specie in varie località cambierà con l’aumentare delle temperature nel mondo». I ricercatori hanno anche simulato il modo in cui il fitoplancton assorbe e riflette la luce, e come il colore dell’oceano cambi mentre il riscaldamento globale influenza la composizione delle comunità di fitoplancton.

I ricercatori hanno spinto le simulazioni del modello fino alla fine del XXI secolo e hanno scoperto che, «Entro il 2100, oltre il 50% degli oceani del mondo cambierà di colore, a causa dei cambiamenti climatici». Lo studio suggerisce che «Le regioni blu, come quelle subtropicali, diventeranno ancora più blu, riflettendo anche la presenza di meno fitoplancton – e di vita in generale – in quelle acque, rispetto a oggi. Alcune regioni che oggi sono più verdi oggi, ad esempio vicino ai poli, potranno diventare di un verde ancora più profondo, poiché le temperature più calde producono più fioriture di fitoplancton più diversificate».

La principale autrice dello studio, Stephanie Dutkiewicz, del Department of Earth, atmospheric, and planetary sSciences e del Joint program on the science and policy of global change del MIT, spiega che «Il modello suggerisce che i cambiamenti non sembreranno enormi ad occhio nudo, e l’oceano sembrerà ancora avere regioni blu nelle regioni subtropicali e più verdi vicino all’equatore e ai poli. Quel modello di base ci sarà ancora. Ma sarà abbastanza diverso da influenzare il resto della rete alimentare supportata dal fitoplancton»

Al MIT ricordano che «Il colore dell’oceano dipende da come la luce del sole interagisce con qualunque cosa ci sia nell’acqua. Le sole molecole d’acqua assorbono quasi tutta la luce del sole tranne la parte blu dello spettro, che viene riflessa all’esterno. Quindi, le regioni dell’oceano aperto relativamente spoglie dallo spazio appaiono come blu profondo. Se ci sono organismi nell’oceano, possono assorbire e riflettere diverse lunghezze d’onda della luce, a seconda delle loro proprietà individuali. Il fitoplancton, ad esempio, contiene clorofilla, un pigmento che assorbe principalmente le parti blu della luce solare per produrre carbonio per la fotosintesi e meno nelle parti verdi. Di conseguenza, più luce verde viene riflessa dall’oceano, dando alle regioni ricche di alghe una tonalità verdognola».

Dalla fine degli anni ’90, i satelliti effettuano analisi continue del colore dell’oceano e gli scienziati le utilizzano per ricavare la quantità di clorofilla e, per estensione, di fitoplancton, in una data regione oceanica. Ma la Dutkiewicz fa notare che «La clorofilla non riflette necessariamente il segnale sensibile del cambiamento climatico. Eventuali oscillazioni significative della clorofilla potrebbero essere dovute al riscaldamento globale, ma potrebbero anche essere dovute alla “variabilità naturale”: normali aumenti periodici della clorofilla dovuti a fenomeni naturali legati alle condizioni meteorologiche. Un evento di El Niño o La Niña produrrà un grande cambiamento nella clorofilla perché sta cambiando la quantità di nutrienti che entrano nel sistema. A causa di questi grandi cambiamenti naturali che avvengono ogni pochi anni, se si guarda solo alla clorofilla è difficile capire se le cose cambiano a causa dei cambiamenti climatici».

Invece di guardare ai calcoli della clorofilla, il team si è chiesto se si potesse vedere un chiaro segnale degli effetti del cambiamento climatico sul fitoplancton osservando le misurazioni satellitari della sola luce riflessa e ha ottimizzato un computer model che era stato utilizzato in passato per prevedere i cambiamenti del fitoplancton con l’aumento delle temperature e l’acidificazione degli oceani. Questo modello prende informazioni sul fitoplancton, come quello che consuma e come cresce, e le inserisce in un modello fisico che simula le correnti e la miscelazione oceaniche.  I ricercatori del MIT e di Southampton hanno aggiunto al modello un nuovo elemento che non era stato incluso in altre tecniche di modellazione oceanica: «la capacità di stimare le specifiche lunghezze d’onda della luce che sono assorbite e riflesse dall’oceano, a seconda della quantità e del tipo di organismi in una data regione».

La Dutkiewicz spiega ancora: «La luce del sole penetra nell’oceano e tutto ciò che è nell’oceano la assorbe, come la clorofilla. Altre cose la assorbono o la disperdono, come qualsiasi cosa con un guscio duro. Quindi, come la luce viene riflessa dall’oceano per dargli il suo colore, è un processo complicato».

Quando il team ha confrontato i risultati del suo modello con le misurazioni effettive della luce riflessa realizzate in passato dai satelliti, ha scoperto che concordavano abbastanza bene perché  il modello potesse essere usato per prevedere il colore dell’oceano in base al cambiamento delle condizioni ambientali in futuro.  La Dutkiewicz. Aggiunge: «La cosa bella di questo modello è che possiamo usarlo come laboratorio, un luogo in cui possiamo sperimentare, per vedere come il nostro pianeta cambierà»

Mentre i ricercatori simulavano l’aumento delle temperature globali fino a 3 gradi Celsius entro il 2100 – quello che la maggior parte degli scienziati prevede si verificherà in uno scenario business-as-usual senza  riduzione di gas serra – hanno scoperto che le lunghezze d’onda della luce della banda d’onda blu/verde rispondevano più velocemente. Inoltre, la Dutkiewicz ha osservato che «Questa banda blu/verde ha mostrato un segnale, o cambiamento, molto chiaro, dovuto specificamente al cambiamento climatico, che si verifica molto prima rispetto a quello che gli scienziati avevano precedentemente scoperto quando guardavano alla clorofilla, che proiettava la comparsa di un cambiamento guidato dal cambiamento climatico  entro il 2055. La clorofilla sta cambiando, ma non possiamo vederlo davvero a causa della sua incredibile variabilità naturale. Ma si può vedere uno spostamento significativo legato al clima in alcune di queste bande, nel segnale inviato ai satelliti. Ecco perché dovremmo cercare nelle misurazioni satellitari, per trovare un vero segnale di cambiamento».

Secondo il loro modello del team statunitense e britannico, «Il cambiamento climatico sta già cambiando la composizione del fitoplancton e, per estensione, il colore degli oceani. Entro la fine del secolo, il nostro pianeta blu potrebbe apparire visibilmente alterato».

La Dutkiewicz conclude: «Entro n la fine del XXI secolo, ci sarà una differenza notevole nel colore del 50% dell’oceano. Potenzialmente, potrebbe essere una cosa abbastanza seria. Diversi tipi di fitoplancton assorbono la luce in modo diverso, e se il cambiamento climatico sposta una comunità di fitoplancton dove ce n’è  un’altra, questo cambierà anche i tipi di reti alimentari che possono supportare»