I cambiamenti climatici aumentano anche gli estremi negli oceani

I cambiamenti climatici causati dall'uomo stanno diventando sempre più evidenti, da ultimo in Svizzera con l'estate del 2021, caratterizzata da forti piogge e inondazioni. ? noto da tempo che il riscaldamento globale non solo sta causando periodi di calore più lunghi e più intensi, ma sta anche provocando siccità, piogge e tempeste sempre più gravi, a seconda della regione. Questi eventi estremi si verificano anche più frequentemente in combinazione tra loro.

Il modo in cui gli eventi estremi si sviluppano negli oceani del mondo, invece, è stato poco studiato. Dall'inizio degli anni 2000, i primi studi scientifici hanno evidenziato l'importanza delle ondate di calore in mare e il loro impatto sugli ecosistemi. Un'ondata di calore marino al largo della costa occidentale dell'Australia nel 2011, che ha distrutto irrimediabilmente le foreste di alghe ricche di specie presenti in quel luogo, è stato un campanello d'allarme.

Probabilmente l'esempio più evidente di un'ondata di calore negli oceani è il cosiddetto "blob", un'enorme bolla di acqua calda che si è diffusa dal 2013 al 2015 nel Pacifico nord-orientale e lungo la costa occidentale degli Stati Uniti, dall'Alaska all'equatore. Milioni di uccelli marini, pesci e altre creature sono morti di conseguenza.

Ricercatori dell'ETH di Zurigo, dell'Università di Berna e dell'Università della Tasmania hanno studiato questo evento estremo da una nuova prospettiva utilizzando un modello oceanico ad alta risoluzione. Il team internazionale, guidato da Nicolas Gruber, professore di fisica ambientale all'ETH di Zurigo, è giunto alla conclusione che l'estinzione di massa non è stata causata solo dalle alte temperature dell'acqua, ma probabilmente da una combinazione di eventi estremi che si sono verificati contemporaneamente.

Gli estremi combinati sono particolarmente pericolosi

I ricercatori hanno utilizzato il loro modello per ricreare l'andamento temporale del blob e, per la prima volta, hanno analizzato insieme la temperatura, l'acidità (valore del pH) e il contenuto di ossigeno dell'acqua marina. Le simulazioni al computer mostrano che al culmine dell'ondata di calore del luglio 2015, l'estrema acidità e la mancanza di ossigeno si sono diffuse anche su una vasta area della regione interessata nel Pacifico nord-orientale.

In alcune aree, come al largo delle coste dell'Oregon, di Washington e della Columbia Britannica, non si è trattato solo di un'ondata di calore, ma di un evento estremo combinato, concludono i ricercatori dell'ETH. "Quando gli organismi marini si trovano ad affrontare diversi fattori di stress allo stesso tempo, è più difficile per loro acclimatarsi", spiega Nicolas Gruber. "Per una specie ittica che vive già al limite superiore del suo intervallo di temperatura ottimale, un'ulteriore privazione di ossigeno può significare la morte".

Nel loro studio, appena pubblicato sulla rivista scientifica Nature, i ricercatori invitano quindi a prestare maggiore attenzione agli eventi estremi combinati in mare. "Per valutare i rischi di tali eventi, è urgente analizzare meglio l'interconnessione di vari fattori ambientali, e non solo in relazione agli eventi in singole regioni, ma su scala globale", afferma l'ETH.

La distribuzione globale analizzata per la prima volta

Gli autori di questo studio hanno già fatto un primo passo in questa direzione. Oltre al blob, hanno utilizzato un modello climatico globale per analizzare dove e quanto spesso si verificano eventi estremi - suddivisi in ondate di calore e situazioni di elevata acidità e carenza di ossigeno - e la loro gravità.

Per dimostrare l'impatto del cambiamento climatico, i ricercatori hanno simulato eventi estremi per il periodo dal 1861 al 2020 e hanno confrontato la situazione con il periodo preindustriale. Il risultato è chiaro: in tutto il mondo, il numero annuale di giorni caldi sulla superficie del mare è aumentato di dieci volte, passando da circa quattro a 40 giorni. Il numero di giorni con mancanza di ossigeno nelle profondità oceaniche è aumentato di cinque volte.

La situazione è ancora più grave per gli estremi con elevata acidità. Rispetto all'epoca preindustriale, qui si è già creata una situazione estrema quasi permanente. "Questo dimostra quanto il cambiamento climatico nell'oceano sia già avanzato", afferma Thomas Fr?licher, professore dell'Università di Berna e coautore dello studio.

Su una mappa mondiale, i ricercatori mostrano anche in quali regioni oceaniche si verificano gli eventi estremi più forti, sia alla superficie del mare che a 200 metri di profondità. La risoluzione spaziale degli eventi all'interno della colonna d'acqua è importante perché limita ulteriormente le possibilità di fuga degli organismi colpiti, sottolineano gli autori dello studio.

Chi siamo sa poco delle comunità di specie marine

Tuttavia, i ricercatori non sono in grado di valutare nel dettaglio le conseguenze ecologiche degli eventi estremi. Ciò che è chiaro è che gli eventi estremi hanno generalmente un impatto maggiore sulla vita marina rispetto alla lenta progressione del cambiamento climatico. Questo perché l'insorgenza improvvisa dei cambiamenti ambientali rende impossibile molte forme di adattamento.

Tuttavia, le simulazioni possono fornire solo un quadro rudimentale dello stato degli ecosistemi marini. Non rendono ancora giustizia alla complessità dei processi biologici ed ecologici. "Per esempio, i nostri modelli distinguono tra diversi tipi di alghe e zooplancton in misura estremamente limitata", spiega Meike Vogt, scienziato del gruppo di Gruber. Tuttavia, questa differenziazione sarebbe importante, poiché le diverse specie differiscono notevolmente nella loro resistenza agli estremi".

"Dalle foreste svizzere sappiamo che il faggio tollera meno bene la siccità rispetto al pino, ad esempio", afferma l'ETH Gruber. Tuttavia, Chi siamo sa ancora troppo poco sugli ecosistemi delle grandi regioni marine. "Ci manca un'ampia conoscenza della composizione delle specie nelle varie regioni marine. Solo se disponiamo di questa base possiamo determinare l'impatto dei cambiamenti climatici e degli eventi estremi", afferma Vogt.

Tuttavia, una cosa è chiara: se il cambiamento climatico continua a progredire così rapidamente, gli eventi estremi - singolarmente e in combinazione con altri - aumenteranno in modo significativo. Con una migliore base di dati e un intenso lavoro di ricerca, si potrebbero adottare misure di protezione climatica più adeguate.

"Così come esistono già aree protette internazionali in alto mare, le zone colpite da eventi estremi potrebbero essere protette da un divieto di pesca", afferma Gruber. Questo è già stato fatto nel caso del Blob. Tuttavia, il divieto di pesca da solo non sarà sufficiente; sono urgentemente necessarie altre misure, sottolinea l'ETH. "Il tempo è fondamentale!".