L'oceano produce ossigeno!
Aggiornamento: 10 ott
Quando si pensa a chi produce l'ossigeno che respiriamo, viene naturale immaginare grandi foreste: eppure la maggior parte dell'ossigeno atmosferico della Terra non arriva dagli alberi, ma dall'oceano. Sulla superficie e negli strati superiori delle acque marine vive il fitoplancton: miliardi di miliardi di organismi microscopici — alghe unicellulari e cianobatteri — capaci di fotosintesi, esattamente come le piante terrestri. Assorbendo anidride carbonica e luce solare, il fitoplancton produce ossigeno come "prodotto di scarto" della propria attività, esattamente come fa una foglia.
Le stime scientifiche indicano che circa la metà dell'ossigeno presente nell'atmosfera terrestre ha origine da questo processo marino. Una parte importante di questo lavoro è svolta da un organismo scoperto solo nel 1986: il Prochlorococcus, il più piccolo organismo fotosintetico conosciuto, appena un micrometro di diametro. Nonostante le sue dimensioni minuscole, il Prochlorococcus è tra gli organismi più numerosi sulla Terra — si stima siano presenti miliardi di miliardi di individui negli oceani — e da solo contribuisce a produrre una parte significativa dell'ossigeno che respiriamo ogni giorno. Un altro gruppo importante è quello delle diatomee, alghe unicellulari racchiuse in un involucro rigido di silice finemente decorato, quasi come un guscio di vetro microscopico: si stima che le diatomee da sole producano circa un quinto dell'ossigeno totale prodotto ogni anno sulla Terra, una quota paragonabile a quella di tutte le foreste pluviali tropicali messe insieme.
Il fitoplancton non si limita a produrre ossigeno: attraverso la fotosintesi assorbe anche enormi quantità di anidride carbonica dall'atmosfera, in un processo chiamato pompa biologica del carbonio. Quando il fitoplancton muore, una parte del carbonio che ha assorbito sprofonda sul fondale oceanico, restando intrappolata per secoli o millenni: si stima che gli oceani, anche grazie a questo meccanismo, abbiano assorbito circa un quarto delle emissioni di anidride carbonica prodotte dalle attività umane dall'inizio dell'era industriale, rendendo il fitoplancton un attore chiave non solo per l'ossigeno, ma anche per la regolazione del clima globale.
Il fitoplancton non produce solo ossigeno: è anche la base della catena alimentare marina. Piccoli crostacei chiamati zooplancton si nutrono di fitoplancton, e a loro volta diventano cibo per pesci piccoli, che nutrono pesci più grandi, fino ad arrivare a balene, uccelli marini e, in ultima analisi, all'alimentazione umana. L'intero equilibrio delle risorse ittiche mondiali dipende, alla base, da questi organismi microscopici.
Va precisato che la fotosintesi non è l'unico processo biologico che coinvolge l'ossigeno: quasi tutti gli organismi viventi, incluso lo stesso fitoplancton quando muore e si decompone, consumano ossigeno per respirare. Nella maggior parte degli ecosistemi, sulla terraferma come in mare, la quantità di ossigeno prodotta dalla fotosintesi in un anno è quasi interamente ricompensata dal consumo dovuto alla respirazione e alla decomposizione della materia organica: l'ossigeno che davvero si accumula nell'atmosfera è solo la piccola parte in eccesso che non viene consumata, tipicamente perché una minima frazione della materia organica prodotta finisce sepolta nei sedimenti, sfuggendo alla decomposizione. È stato proprio questo lento accumulo, protratto per centinaia di milioni di anni, a costruire l'atmosfera ricca di ossigeno che respiriamo oggi.
Foreste e oceano, in questo senso, non vanno considerati in competizione per il titolo di "polmone del pianeta": producono ossigeno con lo stesso meccanismo di base, la fotosintesi, ma su scale diverse e in modo complementare. Le grandi foreste tropicali restano fondamentali soprattutto per il loro ruolo nel ciclo dell'acqua e nell'assorbimento a lungo termine di anidride carbonica nel legno e nel suolo, mentre l'oceano, grazie alla sua estensione — copre oltre il 70% della superficie terrestre — resta la fonte più importante di produzione netta di ossigeno su scala globale. Proteggere entrambi gli ambienti, più che scegliere quale sia "più importante", è ciò che serve a mantenere in equilibrio l'intero sistema.
Proprio perché così fondamentale, la salute del fitoplancton è un tema di attenzione globale. Il riscaldamento delle acque, l'acidificazione degli oceani (causata dall'assorbimento di anidride carbonica in eccesso) e l'inquinamento da nutrienti possono alterare la distribuzione e la produttività del fitoplancton in intere regioni oceaniche. Tra le fonti di inquinamento da nutrienti c'è anche l'agricoltura intensiva: i fertilizzanti chimici in eccesso, dilavati dai campi dalle piogge, raggiungono fiumi e infine il mare, dove possono causare una crescita eccessiva di alghe (fioriture algali) che, decomponendosi, consumano l'ossigeno disponibile e creano vaste "zone morte" povere di vita marina. Un'agricoltura che limita l'uso di fertilizzanti chimici e mantiene fasce vegetate lungo i corsi d'acqua per trattenere i nutrienti in eccesso protegge, indirettamente, anche la salute dell'oceano e la sua capacità di produrre ossigeno.
Approfondimenti teorici
Collegamenti curricolari: scienze naturali (fotosintesi, catene alimentari marine, cicli biogeochimici); geografia (distribuzione degli ecosistemi marini); educazione ambientale (inquinamento da nutrienti, eutrofizzazione).
Fonti per approfondire in classe: mappe satellitari della concentrazione di clorofilla oceanica (disponibili gratuitamente da NASA/NOAA), utili per visualizzare dove il fitoplancton è più abbondante nel mondo.
Spunti critici: la percentuale esatta di ossigeno globale prodotta dal fitoplancton è più difficile da misurare con precisione di quanto sembri, e le stime pubblicate variano (dal 50% fino, in alcune fonti divulgative, all'80%): un buon esempio per discutere perché una stessa domanda scientifica possa avere stime diverse a seconda del metodo di misura usato.
Esperienze
L'invisibile che conta (echo del fitoplancton, essenziale ma invisibile) — In famiglia o in classe, elencate altre cose troppo piccole per essere notate ma essenziali per la vita quotidiana (batteri intestinali, lieviti del pane, il wifi che non si vede) e discutete il parallelo con il fitoplancton: cosa succederebbe, concretamente, se sparissero?
Segui l'acqua (echo del collegamento terra-oceano) — Con una mappa o una passeggiata, provate a "seguire" il percorso che farebbe una goccia di pioggia caduta vicino a scuola o casa fino al punto più vicino in cui raggiungerebbe un fiume o il mare, riflettendo su come le nostre azioni sulla terraferma si collegano all'oceano.