Portare i cambiamenti climatici terrestri in un’ aula scolastica

Traduzione di Marzia Massimi

Neve marina Per gentile concessione di Tim Adey, NOCS

Ivo Grigorov, membro del progetto EurOCEANS, ci dice come le profondità marine ci possano aiutare a capire meglio i cambiamenti climatici.

E’ primavera. E’ buio, ma lì è sempre così. La corrente è dolce, ma è la calma prima della tempesta. Dovreste essere sul Nautilus e sedere accanto a Capitan Nemo per provarlo. A prima vista sembra non esserci molta vita da quelle parti. E del resto, che genere di vita, forse più adatta per un film di fantascienza degli anni 60 che per vera scienza. La pressione è enorme e la corrosione dell’ acqua fortissima. Persino l’acciao è ridotto a pezzettini dopo un anno. Eppure quei luoghi, sono abitati da delicate forme di vita: stelle marine di ogni varietà e piccoli invertebrati. Tutti lì aspettano la neve. E prima o poi saranno ricompensati… La tempesta incomincia e ricopre il fondo del mare. Talvolta è così violenta che la visibilità è ridotta a zero. Stiamo assistendo ad una tempesta delle profondità marine. Non si riesce a vedere molto, ma è pur sempre una bella vista.

La neve cade a 4800 sotto il livello del mare! Le mucillagini coprono il letto di sabbia in breve tempo
Immagine cortesemente concessa da Richard Lampitt, NOCS

Le profondità marine nascondono segreti che, a prima vista, sembrano non avere molto a che fare con la vita quotidiana, ma se le tempeste di neve marine solleticano la vostra immaginazione  e Capitan Nemo e il suo Nautilus non sono proprio a portata di mano, nessun problema! Salite a bordo del blog online di Discovery, la nave britannica di studi oceanografici. Ogni anno gli studiosi del centro nazionale oceanografico di Southampton, in Gran Bretagna, organizzano una crociera nel nord Atlantico ed invitano studenti ed insegnanti a “unirsi” a loro in questo viaggio che è anche un viaggio alla  frontiera della ricerca multidisciplinare. Giorno dopo giorno, studenti ed insegnanti seguono la vita e la ricerca in mare e possono inviare domande agli scienziati e apprendere da loro come i cambiamenti climatici avvengono e come sono studiati. Lo scopo della crociera è quello di misurare la caduta delle tempeste marine e capirne la relazione con il clima. Dunque cosa sono le tempeste delle profondità marine? I fiocchi di neve non sono del tipo che noi conosciamo! Sono piuttosto i resti in sedimento di una battaglia avvenuta alla superificie del mare. Ricordiamo che gli oceani sono luoghi bui e freddi con la sola esclusione  di uno strato superficiale molto sottile dove il sole alimenta una gran varietà di organismi unicellulari, il fitoplancton. Essi sono i vegetali degli oceani, sui quali si fonda la catena alimentare.

Misurare la neve marina: RRS Discovery posizionano una trappola per sedimenti ad ovest del Canale della Manica allo scopo di catturare la neve marina ed analizzarne la composizione Immagine cortesemente concessa da Richard Lampitt, NOCS

Il fitoplancton costituisce il cibo dello zooplancton. Questi ultimi, armati di mandibole, sono capaci di spezzare qualunque cosa incontrino nel loro cammino. Per lo zooplancton però la vittoria sul fitoplancton non è così semplice. La loro forza sta infatti nel numero, e a dispetto delle dimensioni microscopiche del singolo, possono diventare così numerosi che si possono vedere persino dallo spazio, come lunghe strisce trasportate dalle correnti.

Fiocchi di neve delle prodondità marine: i resti della fioritura del fitoplancton. Conchiglie di alghe unicellulari che sprofondano nel mare trasportando con sé materiali organici. L’anidride carbonica atmosferica è così sequestrata nel fondo degli oceani
Immagine cortesemente concessa da www.sinia-planeta.com

Il fitoplancton inoltre, è armato di spine ed uncini e ricoperto di calcite, vetro o conchiglie dal disegno molto complicato. La conchiglia non ha solo scopo protettivo, ma è capace di fornire la massima funzionalità con il minimo materiale - praticamente il sogno di ogni architetto!

Le fioriture di fitoplancton hanno però una durata limitata nel tempo. I nutrienti di superficie vengono in breve esauriti ed il fitoplancton sprofonda negli abissi dell’oceano, sparendo alla vista. Nel loro insieme i resti del fitoplancton formano ciò che abbiamo chiamato la neve marina. Alla profondità di 4500m i fiocchi di neve sembrano muoversi in tutte le direzioni per via delle correnti somiglinado così alle tempeste di neve che si verificano chilometri più su.

Neve marina Per gentile concessione di Tim Adey, NOCS

Per intrappolare i fragili fiocchi di neve oceanici occorre l’impegno di ingegneri e tecnici che devono essere in grado di progettare strumenti che resistano per mesi e anni alle ostili condizioni degli abissi marini. Una volta intrappolata, per identificarne la composizione, occorre il lavoro di biologi e chimici ed infine di matematici che devono saper creare sofisticati modelli statistici per simulare i processi alla base delle tempeste marine.

Le tempeste di neve marine non sono solo un fatto “strano ma vero”. E’ un vero e proprio clima degli abissi marini che è anche relazionato ai cambiamenti climatici, passati e presenti, della terra. Dopo l’esplosione produttiva primaverile verificatasi alla superficie dell’oceano,  i fondali sono ricoperti dei materiali organici derivanti dalla “neve marina”. Parte di questi materiali servono come nutrimento per gli animali che popolano i fondali, mentre in parte andranno a formare, anno dopo anno, strati di sedimenti. Ed esattamente come gli anelli di un albero servono a ricostruire la successione di eventi naturali, come la pioggia o il fuoco in una foresta, e le bolle d’aria intrappolate in antichi ghiacciai servono a ricreare la composizione dell’atmosfera, così i sedimenti profondi ci possono dare informazioni su come funzionano gli oceani e su come questi interagiscono con il resto del pianeta. L’acqua costituisce i tre quarti del pianeta e funziona come un radiatore che nei pochi metri superficiali dell’oceano trattiene più calore dell’intera atmosfera. Un noto esempio è quello della Corrente del Golfo che trasporta le calde acque tropicali sulle spiagge europee. Ma come si è comportata questa corrente in passato? Quanto calore trasportavano gli oceani, e dove prendevano questo calore? E nel futuro? Come si comporteranno le correnti in conseguenza delle attività umane?

La risposta è contenuta proprio nella composizione chimica delle tempeste marine. E’ di grande importanza capire la loro natura chimico-biologica per svelare tutti i segreti dei depositi profondi da loro formati. Infatti, le conchiglie di fitoplancton da lungo tempo depositato, contengono indicazioni su quali fossero le condizioni climatiche alle quali si sono formate. Dalla composizione isotopica si può poi risalire alla temperatura della superficie del mare, alla quantità di nutrienti, alla produttività degli oceani mentre la quantità di pulviscolo trasportato dai venti contiene indizi sull’aridità e i venti che esistevano milioni di anni fa. E naturalmernte la conoscenza del clima passato ci dà la chiave per interpretare i cambiamenti futuri.

Al giorno d’oggi gli scienziati possono ricreare le condizioni di temperatura alla superficie del mare come pure le combinazioni di correnti oceaniche e dei venti proprio come sono riusciti a ricostruire la storia dei cambiamenti delle calotte polari e come questo abbia causato l’oscillazione del livello del mare di più di 100 metri. La lettura di questa “enciclopedia” di sedimenti formati dalle tempeste marine annuali non è solo un modo di esercitare la propria curiosità, ma è soprattutto un modo per capire come tutti questi parametri influenzino il nostro clima.

Il clima è un argomento difficile da studiare. Oltrepassa i confini delle materie scientifiche che siamo abituati a studiare a scuola e richiede la cooperazione fra geologi, chimici, biologi e matematici. Richiede  anche un tipo particolare di scienziato, quello che cerca risposte in aree poco esplorate, in cui si hanno poche conoscenze, e ne crea un tipo nuovo: quello in cui varie discipline si fondono insieme.

Per saperne di più

Per avere maggiori informazioni  su come gli oceanografi misurano le tempeste dei fondali marini e cosa è richiesto per essere un oceanografo, si può visitare il blog online di Discovery Oceanography Expedition 2006. Il blog annuale è un progetto unificato di: www.sinia-planeta.com (Bulgaria) insieme al National Oceanography Center, Southampton (UK) e di EurOCEANS – the European Network of Excellence for OCean Ecosystem AnalysiS. Il blog del 2006 si è svolto in inglese, francese, portoghese, bulgaro e turco.

Per essere coinvolti

Gli studenti possono porre le loro domande agli scienziati della crociera oceanografica del 2006 contattando direttamente Ivo Grigorov (ivo.grigorov@eur-oceans.org). Si prega di includere nome e città della scuola.

Invece gli insegnanti che vogliano coinvolgere le loro classi nelle prossime spedizioni oceanografiche in tempo reale, in futuri blog online con oceanografi di tutta Europa e con studiosi del clima, possono rivolgersi a Ivo Grigorov  or Sylvain Ghiron (sylvain.ghiron@oceanopolis.com).

Ivo Grigorov è l’amministratore del progetto EurOCEANS (European Network of Excellence for OCean Ecosystem ANalysiS) ed editore di un popolare sito web bulgaro a carattere scientifico, www.sinia-planeta.com