Studio innovativo svela l’impatto del cambiamento climatico sugli oceani negli ultimi 25 anni

(Adnkronos) – Un team di ricerca congiunto, composto da esperti dell'Istituto di scienze marine del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli (Cnr-Ismar) e della Stazione Zoologica "Anton Dohrn" di Napoli (SZN), ha condotto uno studio pionieristico sull'evoluzione dello stato di salute degli oceani negli ultimi 25 anni. Per la prima volta, è stato applicato un modello climatico a ricostruzioni tridimensionali basate su osservazioni, con l'obiettivo di quantificare e descrivere la dinamica dei cambiamenti avvenuti in questo periodo e il loro impatto sul fitoplancton e altri organismi marini. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances. Lo studio ha adottato una metodologia empirica innovativa per identificare i comportamenti emergenti a lungo termine della dinamica oceanica e i loro effetti sugli ecosistemi marini. In particolare, sono state analizzate sei componenti fisiche fondamentali per descrivere la dinamica degli strati oceanici superficiali: temperatura, salinità, profondità dello strato misto superficiale, energia associata alle correnti orizzontali e verticali, energia immessa negli oceani dal vento. Inoltre, è stato considerato un indicatore quantitativo dell'abbondanza degli organismi fitoplanctonici, le microalghe che costituiscono la base della catena alimentare marina e contribuiscono al sequestro della CO₂ atmosferica. "Il nostro approccio unisce dati oceanografici, modellazione climatica empirica e apprendimento automatico, differenziandosi da precedenti lavori basati su singole variabili e permettendo di ottenere un'immagine più completa dei cambiamenti nello stato e nella dinamica degli oceani", spiegano Bruno Buongiorno Nardelli (Cnr-Ismar) e Daniele Iudicone (SZN), che hanno condotto congiuntamente lo studio. I ricercatori sottolineano come la risposta degli ecosistemi marini, in particolare delle microalghe, sia influenzata da molteplici fattori oltre al riscaldamento globale, come l'apporto di nutrienti dagli strati profondi e la disponibilità di luce, entrambi modulati da processi fisici che guidano l'evoluzione dinamica del sistema. Il cambiamento climatico agisce sugli oceani attraverso processi complessi che non possono essere compresi analizzando singole variabili separatamente. Ad esempio, alterazioni nelle precipitazioni o nel vento possono avere localmente un impatto maggiore del riscaldamento superficiale. È inoltre cruciale distinguere i cambiamenti a lungo termine dalle oscillazioni naturali del sistema su scale pluriannuali.  

Rappresentazione della classificazione geografica delle regioni oceaniche che mostrano dinamiche di cambiamento omogenee, ottenuta mediante l'algoritmo K-means

   Le analisi hanno portato a diverse evidenze significative. Innanzitutto, la risposta degli oceani al riscaldamento globale incide non solo sulla temperatura superficiale, ma anche sul ciclo idrologico, sulle correnti e sul rimescolamento superficiale, con conseguenze a cascata sugli scambi tra strati superficiali e profondi. Per quanto riguarda la temperatura delle acque, è emerso che il riscaldamento della superficie marina risulta globalmente più rapido (circa 0.022 °C/anno anziché 0.014 °C/anno) una volta isolate le oscillazioni naturali, in particolare quelle della fascia tropicale del Pacifico. Inoltre, alcuni dei principali sistemi di correnti marine stanno subendo spostamenti latitudinali e gli scambi verticali si stanno intensificando, modificando il ricambio delle acque oceaniche profonde e l'accumulo di calore negli oceani. Anche l'evoluzione a lungo termine del contenuto di calore e salinità lungo la colonna d'acqua rivela una risposta più complessa rispetto al semplice aumento della stratificazione associata al riscaldamento superficiale. Per quanto concerne le conseguenze sull'abbondanza di fitoplancton, l'analisi è stata condotta attraverso una classificazione geografica per considerare i fattori fisici locali. "In questo modo, grazie a tecniche di apprendimento automatico, abbiamo offerto una base solida per studiare l'impatto del cambiamento climatico sugli ecosistemi marini, che permetterà in futuro di comprendere meglio la relazione tra la dinamica oceanica e la risposta del plancton, anche tramite l'uso di approcci innovativi quali lo studio del DNA e RNA degli organismi", aggiunge Daniele Iudicone. "Queste conoscenze potranno inoltre guidare lo sviluppo di strategie più efficaci per il monitoraggio degli oceani, come l'ottimizzazione di sistemi osservativi autonomi basati sulle caratteristiche di una determinata regione, la progettazione di campagne osservative mirate, lo sviluppo di strumenti di previsione innovativi e la definizione di misure più efficaci per la preservazione degli ecosistemi marini".  Immagine di cover realizzata con il supporto di Gemini —tecnologiawebinfo@adnkronos.com (Web Info)