Laghi: poco ossigeno, troppo carbonio…

La concentrazione di ossigeno disciolto negli ecosistemi acquatici influenza le emissioni di gas serra, la geochimica dei nutrienti e, in definitiva, tutta la salute del Pianeta. Lo studio “Widespread deoxygenation of temperate lakes”, pubblicato quest'anno su Nature da un team internazionale di ricercatori ha provato a capire lo stato di salute dell’ossigeno disciolto nei laghi scoprendo che “Dal 1980, i livelli di ossigeno nei laghi esaminati in tutta la zona temperata sono diminuiti del 5,5% in superficie e del 18,6% nelle acque profonde”. I ricercatori hanno analizzato un totale di oltre 45.000 dati su ossigeno disciolto e temperatura raccolti dal 1941 in quasi 400 laghi di tutto il mondo della zona temperata, che si estende da 23 a 66 gradi di latitudine nord e sud. Per uno degli autori dello studio, Kevin Rose del Department of biological sciences del Rensselaer Polytechnic Institute (Rpi), “Tutta la vita complessa dipende dall’ossigeno. È il sistema di supporto per le reti trofiche acquatiche. E quando si inizia a perdere ossigeno, c’è il potenziale per perdere specie. I laghi stanno perdendo ossigeno 2,75 – 9,3 volte più velocemente degli oceani, un declino che avrà impatti su tutto l’ecosistema”. Infatti, sebbene i laghi costituiscano solo il 3% circa della superficie delle terre emerse, contengono una concentrazione elevatissima della biodiversità del pianeta. 

Il principale autore dello studio, Stephen  Jane, impegnato nel Rpi e all’Università di Uppsala, sottolinea che “I laghi sono indicatori o sentinelle di cambiamenti ambientali e potenziali minacce all’ambiente perché rispondono ai segnali provenienti dal territorio e dall’atmosfera circostante. Abbiamo scoperto che questi sistemi sproporzionatamente più ricchi di biodiversità stanno cambiando rapidamente, indicando la misura in cui i cambiamenti climatici in corso hanno già avuto un impatto sugli ecosistemi”. Sebbene le perdite diffuse di ossigeno disciolto nei laghi studiati siano legate ai cambiamenti climatici, il legame tra il riscaldamento del clima e il cambiamento dei livelli di ossigeno nelle acque dolci è determinato da diversi meccanismi che agiscono tra le acque superficiali e le acque profonde. La quantità di ossigeno che l’acqua può contenere, diminuisce con l’aumentare della temperatura. Questa è una relazione fisica nota e spiega la maggior parte del trend dell’ossigeno superficiale che vediamo. La deossigenazione delle acque superficiali è dovuta principalmente a un percorso diretto: “Dato che le temperature delle acque superficiali sono aumentate di 0,38 gradi centigradi per decennio – hanno spiegato i ricercatori – le concentrazioni di ossigeno disciolto nell’acqua superficiale sono diminuite di 0,11 milligrammi per litro per decennio”. 

La perdita di ossigeno nelle acque più profonde, dove le temperature dell’acqua sono rimaste sostanzialmente stabili, segue un percorso più complesso molto probabilmente legato all’aumento delle temperature delle acque superficiali e a un periodo caldo più lungo ogni anno. Al Rpi evidenziano come “Il riscaldamento delle acque superficiali combinato con temperature stabili delle acque profonde significa che la differenza di densità tra questi strati, nota come “stratificazione”, è in aumento. Più è forte questa stratificazione, meno è probabile che si verifichi una miscelazione tra gli strati”. Il risultato è che l’ossigeno nelle acque profonde ha meno probabilità di essere rifornito, poiché l’ossigenazione di solito deriva da processi che si verificano vicino alla superficie dell’acqua. Per Rose questo “Aumento della stratificazione rende più difficile e meno frequente la miscelazione o il rinnovo dell’ossigeno dall’atmosfera alle acque profonde e di conseguenza l’ossigeno disciolto nelle acque profonde diminuisce”. Per i ricercatori del Global Lake Ecological Observatory Network “Le concentrazioni di ossigeno regolano molte altre caratteristiche della qualità dell’acqua. Quando i livelli di ossigeno diminuiscono, i batteri che prosperano in ambienti privi di ossigeno, come quelli che producono il potente gas serra metano, iniziano a proliferare. Questo fa pensare che i laghi rilascino maggiori quantità di metano nell’atmosfera a causa della perdita di ossigeno”.

Alcuni laghi, però, hanno sperimentato un aumento delle concentrazioni di ossigeno disciolto nonostante l’innalzamento delle temperature. Una buona notizia? No, perché lo studio evidenzia come “Questi laghi tendono ad essere i più inquinati per il deflusso di sostanze da bacini idrici agricoli e urbanizzati e hanno alte concentrazioni di clorofilla”. Queste condizioni “favoriscono la fioritura dei cianobatteri, la cui fotosintesi è nota per causare la sovrasaturazione dell’ossigeno disciolto nelle acque superficiali”. Per Rose, “l’aumento dell’ossigeno disciolto in quei tipi di laghi è potenzialmente un indicatore di un diffuso aumento delle fioriture algali, alcune delle quali producono tossine e sono dannose”.  In generale per Curt Breneman, preside della School of Science del Rensselaer Polytechnic Institute, “La scienza ha già dimostrato che i livelli di ossigeno stanno diminuendo rapidamente negli oceani del mondo. Questo studio ora dimostra che il problema è ancora più grave nelle acque dolci, minacciando le nostre forniture di acqua potabile e il delicato equilibrio che consente la prosperità dei complessi ecosistemi di acqua dolce. Speriamo che questa scoperta metta maggiore urgenza agli sforzi per affrontare gli effetti progressivamente dannosi del cambiamento climatico”.

Intanto, già nel 2015, sempre i ricercatori newyorkesi del Rensselaer Polytechnic Institute, avevano messo in guardia il mondo scientifico anche sul delicato equilibrio che regola il ciclo globale del carbonio dei laghi, capaci di assorbire ed emettere carbonio. A differenza che in mare, il carbonio entra nei laghi come materia organica (foglie cadute o suolo) e percorre il suo ciclo nella catena alimentare, alimentando le piante e poi gli animali. Parte del carbonio si deposita sul fondo dei laghi e viene sepolto nei sedimenti, mentre parte viene rilasciato in atmosfera come anidride carbonica e metano. Come con tutti i processi biologici, le emissioni lacustri dipendono dalle temperature, per questo il costante innalzamento della colonnina di mercurio potrebbe non essere una bella notizia. Mentre le temperature globali aumentano ci si chiede come risponderanno gli ecosistemi lacustri che, se è vero che costituiscono solo il 3% delle terre emerse, stoccano nei loro fondali enormi quantità di carbonio.