Plancton nutritosi di plastica non catturerà più CO2

La vita, in ogni sua forma, è il frutto di equilibri perfetti, affinatisi in milioni e milioni di anni. L’intromissione della plastica, creazione umana obsoleta e mortale, blocca le funzioni respiratorie di base del Pianeta. Il primo anello della catena trofica marina, il plancton, ne è già largamente contaminato.

I polmoni del mondo

La vegetazione terrestre e i terreni contengono 3 volte piú carbonio dell’aria. Ogni anno, grazie alla famosa fotosintesi clorofilliana, piú del 70% della anidride carbonica atmosferica (CO2) viene intrappolata nella biovita terrestre ed il restante 30% nella biovita marina.

Foresta nel cuore del Brasile. 
La fotosintesi consuma CO2 atmosferica e produce O2 utile alla respirazione metabolica della maggior parte dei batteri, delle piante e degli animali.
La fotosíntesi ha la sua contropartita nella respirazione metabolica della maggior parte dei batteri, delle piante e degli animali.

In questo modo, in pochi anni, tutta la CO2 atmosferica poteva essere riciclata dalla attivitá vegetativa. Tanto tempo fa.

Oggi la CO2 è la principale causa del surriscaldamento globale.

E’ rilasciata quando combustibili fossili vengono bruciati: i suoi livelli atmosferici continuano a salire negli ultimi decenni, contribuendo al famigerato –trend topic- cambiamento climatico.

Il ruolo delle piante

Ognuno gioca il proprio ruolo nel mondo.

C’è chi produce e chi consuma, senza risarcire.

Gli organismi vegetali, terrestri e acquatici, mediante il processo fotosintetico, convertono sotto il sole l’anidride carbonica atmosferica in zuccheri di riserva per sè stessi ed ossigeno (che a loro non serve).

Esso viene quindi disperso come prodotto secondario.

Confronto grafico tra produttori e consumatori di CO2.
La maggior parte del carbonio organico, creato dalla fotosintesi, si consuma velocemente e si ossida tornando a formare CO2, sia nella respirazione metabolica degli stessi organismi fotosintetici autotrofi che lo hanno creato (batteri, alghe, piante) sia nella respirazione degli animali eterotrofi che si alimentano di questi.

Gli animali e gli organismi aerobi, invece, vivono grazie all’ossigeno “di scarto” dei vegetali e per merito del contenimento della quota di anidride carbonica, operato ancora una volta dalle piante.

Fotosintesi (cioè fotoproduzione vegetale) e ossidazione (cioè respirazione e consumo metabolico animale) sono due facce della stessa medaglia.

Sono necessarie l’una all’altra. Ma devono essere libere di autoregolarsi.

Altrimenti, l’accumulo di un prodotto di reazione non tarderà ad assumere un inedito ruolo distruttivo.

Il ruolo dell’uomo

L’animale uomo, ogni giorno, grazie ad una dieta media da 2800 kcal/giorno produce piú di 1 kg di CO2.

Un’altra piccola parte di carbonio, cioè quello contenuto nei resti e nelle carcasse di piante, animali e microrganismi, viene ossidato in reazioni di decomposizione simili alla respirazione umana ed emette altra CO2 verso il cielo. L’atmosfera.

Se queste due reazioni biochimiche opposte (fotosintesi e ossidazione) avvenissero con identica frequenza, non ci sarebbero in questo ciclo nè perdite nè guadagni di CO2 atmosferico.

Ma non tutto il carbonio formato nella fotosintesi viene consumato perché una certa quantitá contenuta nei residui fossili di piante e animali, resta intrappolato nelle rocce senza possibilitá di essere ossidato e convertito di nuovo in CO2.

Questo, in assenza dell’uomo.

Originariamente ignaro dei relativi costi ambientali, lo sfruttamento umano delle riserve di combustibili fossili ha pesantemente modificato l’equilibrio di reazione tra i due processi “accoppiati” (fotosintesi ed ossidazione).

La terra respira grazie ai suoi polmoni verdi e blu. Foreste ed Oceani.
L’ossigeno presente nell´atmosfera che é pari a 1.100.000 PgO2

Così, la deforestazione scellerata a scopo di lucro -spacciato per sviluppo- unito all’incremento del singolo composto, la CO2 (a cavallo tra le due reazioni vitali), ha determinato uno squilibrio atmosferico.

Questo, in estrema sintesi e grande semplificazione è la condanna che ci attende tutti al varco: il disfacimento di ogni maglia dell’ecosistema, partendo da un terribile, inesorabile e progressivo incremento termico.

Il ruolo del plancton marino

Il πλαγκτόν, ossia vagabondo, è la categoria ecologica che comprende un complesso di organismi acquatici galleggianti.

Nel tempo si è imparato a distinguere tra uno zooplancton ed un fitoplancton, per la fondamentale umana esigenza di differenziare un tipo di vita da un altro.

Organismi animali e vegetali, viventi quanto noi, con limitate capacità motorie e dipendenti dall’idrodinamismo per opporsi e muoversi nell’ambiente acquatico, in grado di eseguire movimenti orizzontali e verticali nella colonna d’acqua.

Gran parte della fotosintesi nella biosfera é effettuata dal fitoplancton marino: circa 40 PgC annui.

Plancton: polmone oceanico

Il fitoplancton vive nella prima decina di metri sotto la superficie oceanica, nella zona eufotica, cioè ben illuminata dalla preziosa luce solare.

Questi microscopici organismi, microalghe per lo più, trasformano i nutrienti in materia organica vegetale che continuamente viene ingerita dallo zooplancton.

Lo zooplancton metabolizza il proprio nutrimento, respira e restituisce all’acqua parte della CO2, producendo peró anche residui organici (pellet fecale) che cadono sul fondale marino sottoforma di espulsioni fecali.

La massa dei residui fecali e della materia organica morta (scheletri e carapaci), che non viene riossidata, rappresenta qualcosa come il 25% della biomassa prodotta.

Quindi il carbonio organico di cui è composta, resta “intrappolato” in loro, siano essi vivi o morti, senza decomporsi e senza essere reimmesso nell’atmosfera (già eccessivamente satura di CO2).

Schematizzazione grafica della Pompa Biologica marina. Plancton che trasporta la CO2 atmosferica in fondo all'oceano.
Gli oceani respirano?

La pompa biologica marina

Questo comporta diminuzione della pressione di anidride carbonica (pCO2) nell’acqua superficiale, così, per pareggiare tale riduzione, gli oceani assorbono la CO2 dell’atmosfera.

Dunque, anche le micro-creature marine -il plancton- contribuirebbero sensibilmente al riequilibrio della concentrazione di CO2 atmosferica.

La CO2 diminuisce quando aumenta la produttivitá biologica marina. Quando il plancton brulica di vita.

Durante la caduta verso le profonditá, quasi tutta la materia organica -che si calcola in circa 16 PgC annui- é inghiottita e ossidata dai batteri e microrganismi eterotrofi, che, anche respirando, emettono CO2.

La concentrazione di CO2, nelle profondità degli oceani, triplica rispetto alla superficie.

Cosí, la “esportazione” del carbonio organico dalla zona eufotica verso le profonditá marine si definisce “Pompa Biologica”.

Raggiunto il fondale, si osserva la ri-mineralizzazione del carbonio organico, cioè la riconversione del carbonio organico in forma di detriti, pellet fecale, carcasse degradate, in forma di CO2.

Combustibili fossili grazie al plancton

Questa catena di eventi biologici determina, nella colonna d’acqua, la formazione di una sequenza di strati a diversa concentrazione di CO2, detto gradiente di DIC (Dissolved Inorganic Carbon), che aumenta con la profonditá.

In ogni caso una piccola quantitá di materia organica riesce ad arrivare sul fondo e rimane interrata.

E’ nell’ordine di circa 0,05 PgC/anno e passa a formare parte delle rocce sedimentarie.

Ad elevate concentrazioni, puó formare depositi di idrocarburi gassosi (metano) o liquidi (petrolio) che riempiono i pori delle rocce spugnose come l’arenaria.

Ulteriore possibilità di concentrazione è quella di impregnare di carbonio organico altri sedimenti minerali come le argille (kerógeno), quindi in forma non compatta.

Il “pompaggio biologico” che assorbe CO2 atmosferico a lo trasferisce agli strati d’acqua più profondi dipende dalla attivitá e dalla salute del fitoplancton.

Nuovo plancton fatto di plastica

L’impatto delle microplastiche su specifici organismi è stato ampiamente studiato ma ciò che resta poco chiaro sono gli effetti delle microplastiche sui processi più estesi dell’ecosistema.

Lo studio condotto da Alina M. Wieczorek presso il dipartimento Earth and Ocean Sciences, School of Natural Sciences and Ryan Institute, National University of Ireland Galway, ha utilizzato le salpe come organismi-modello.

Salpa fusiforme.
Salpa fusiforme.

Tali riferimenti viventi sono organismi medusoidi apparteneti allo zooplancton, in grado di assorbire CO2 dalla superficie marina e traghettarla verso le profondità degli abissi.

I ricercatori hanno studiato l’effetto dell’ingestione di microplastiche da parte di tali organismi planctonici sul flusso rivolto verso il fondo della materia organica particolata ad alta desintà, sottoforma di residui fecali.

Schematizzazione grafica del processo di scambio gassoso tra oceano ed atmosfera.
Gli oceani sono sia sorgenti che depositi di CO2.

Esemplari di salpa fusiforme sono stati esposti a microplastiche di polietilene e polistirene, frantumate, esposte ai raggi UV e dotate di biofilm.

Il biofilm è un sottile velo di microrganismi che testimonia, in primis, l’anzianità di deriva nelle acque marine del detrito plastico.

Questo rivestimento biologico ricorda, inoltre, che ogni interferenza con il naturale strutturarsi di superfici di appoggio, altera il sano proliferare microbiologico, batterico e virale.

I ricercatori hanno scoperto che, quando esposte a concentrazioni ambientali rilevanti, riportate dalle correnti del Mediterraneo e del Sud Pacifico, solo pochi pellet fecali contengono microplastiche incorporate.

In futuri scenari, tuttavia, più del 46% del pellet fecale conterrà microplastiche.

Invasioni plastiche dei fondali

Microplastiche incorporate nel plancton significheranno alterazione delle dimensioni, densità e percentuali dei residui fecali alla deriva.

Questi risultati suggeriscono che oggi, l’ingestione delle microplastiche da parte delle salpe ha ancora un impatto minimo sulla pompa biologica.

Tuttavia, le future concentrazioni di microplastiche (specialmente in aree come le zone convergenti), potrebbero determinarne la capacità di ridurre l’efficenza di tale pompa.

La Pompa Biologica cattura la CO2 mentre la Pompa di Solubilità discioglie la CO2 soprattutto nelle acque fredde profonde.
La Pompa Biologica cattura la CO2 mentre la Pompa di Solubilità discioglie la CO2 soprattutto nelle acque fredde profonde.

Le salpe, infatti, ingeriscono alghe dalla superficie marina.

Esse producono, poi, densi residui fecali, che rapidamente affondano in mare.

I residui fecali portano sul fondo, con sè, parte del carbonio organico presente nelle alghe di cui le salpe si sono nutrite.

Questo studio prospetta che i residui fecali delle salpe resteranno per più tempo sulla superficie marina se conterranno microplastiche e mentre galleggeranno si degraderanno emettendo nuova CO2 nell’atmosfera.

Mentre le alterazioni di densità di alcuni residui fecali delle salpe potrebbero causare il loro ristagno in superficie, altri potrebbero raggiungere il fondale marino e trasportare nelle profndità marine le microplastiche incluse in loro.

Purtoppo evidenze a supporto di tale teoria giungono già dalla Fossa delle Marianne, il luogo più profondo del Pianeta, situato nell’Oceano Pacifico.

Riferimenti bibliografici

4 pensieri riguardo “Plancton nutritosi di plastica non catturerà più CO2

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