Sono piccoli, ma sono potenti. Dalla produzione dell’ossigeno che respiriamo all’assorbimento del carbonio che emettiamo fino all’alimentazione dei pesci che mangiamo, il minuscolo fitoplancton è una parte cruciale degli ecosistemi oceanici ed è essenziale per la vita così come la conosciamo sulla Terra. Per darci una nuova visione di questi straordinari organismi acquatici, la NASA lancerà un satellite all’inizio del 2024:
Gli strumenti sul satellite PACE (abbreviazione di Plankton, Aerosol, Cloud e ocean Ecosystem) scruteranno l’oceano e raccoglieranno dati sui colori della luce che si riflette su di esso, indicandoci dove prosperano diversi tipi di fitoplancton. L’Ocean Color Instrument su PACE sarà in grado di osservare più di 100 diverse lunghezze d’onda ed è il primo satellite scientifico a farlo quotidianamente su scala globale. Questo strumento “iperspettrale” consentirà per la prima volta di identificare dallo spazio il fitoplancton per specie.
Fitoplancton e fotosintesi:
Il fitoplancton sono minuscoli organismi che galleggiano sulla superficie dell’oceano e di altri corpi idrici. Come le piante terrestri, il fitoplancton utilizza la fotosintesi per assorbire la luce solare e l’anidride carbonica e generare ossigeno e carboidrati, che sono zuccheri pieni di carbonio. Questi zuccheri fanno del fitoplancton il centro della rete alimentare oceanica: nutrono animali più grandi – dallo zooplancton ai molluschi ai pesci pinna – che vengono poi mangiati da pesci e mammiferi marini ancora più grandi. La creazione di quegli zuccheri dalla luce solare è chiamata produzione primaria. Anche se il fitoplancton costituisce meno dell’1% della biomassa totale sulla Terra che può fotosintetizzare, fornisce circa il 45% della produzione primaria globale. Senza il fitoplancton, la maggior parte delle reti alimentari oceaniche crollerebbe, il che sarebbe devastante sia per la vita marina che per gli esseri umani che dipendono dai pesci per il cibo.
I minuscoli organismi forniscono più di semplici nutrienti. Attraverso la fotosintesi, il fitoplancton crea ossigeno che viene rilasciato nell’oceano e nell’atmosfera. Infatti, da quando hanno iniziato a fotosintetizzare oltre 3 miliardi di anni fa, più di due miliardi di anni prima delle piante terrestri e degli alberi, il fitoplancton ha prodotto circa il 50% di tutto l’ossigeno prodotto sulla Terra. La fotosintesi conferisce loro un ruolo chiave anche nel ciclo globale del carbonio, poiché assorbono l’anidride carbonica dall’atmosfera. Ciò che il fitoplancton fa con quel carbonio dipende dalla specie.
“Come le piante sulla terraferma, il fitoplancton è molto vario“, ha affermato Ivona Cetinić, oceanografa biologica dell’Ocean Ecology Lab presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. Ognuna di queste diverse specie ha caratteristiche diverse che consentono loro di svolgere diversi lavori nei sistemi di carbonio della Terra, ha affermato.
Il fitoplancton come Emiliana huxleyi incorpora il carbonio nel loro rivestimento esterno simile a un guscio. Quando muoiono, i gusci affondano e sequestrano il carbonio nelle profondità dell’oceano. Altre specie di fitoplancton si adattano a una certa nicchia per i palati più esigenti come le ostriche, che mangiano solo fitoplancton di una certa dimensione. Ancora altre specie di fitoplancton possono catturare il carbonio attraverso la fotosintesi, dove poi rimane sulla superficie dell’oceano fino a quando gli organismi si decompongono, rilasciando il carbonio nell’atmosfera sotto forma di anidride carbonica.
“Spero che PACE, una volta che ci darà una visione della diversità del fitoplancton oceanico, possa dirci molto di più sul flusso globale di carbonio negli oceani, ora e in futuro”, ha detto Cetinić.
Fitoplancton al freddo:
Anche nelle acque più fredde a latitudini più elevate, il fitoplancton è fondamentale per la vita oceanica. Nelle regioni polari, le fioriture di fitoplancton – quando gli organismi crescono e si moltiplicano in un gran numero visibile dallo spazio – possono seguire il ciclo di scioglimento dei ghiacci marini.
Quando la copertura di ghiaccio marino si ritira, la luce solare può raggiungere la superficie dell’oceano e il fitoplancton che galleggia su di essa, consentendo loro di fotosintetizzare e prosperare dopo un lungo periodo di copertura. Questo produce carburante per altre specie. Le specie polari da vongole e krill fino ai trichechi e alle balene fanno affidamento su queste fioriture tempestive per le loro fonti di cibo. “Un’alterazione dei tempi delle fioriture ha un impatto sull’intero ecosistema”, ha affermato Aimee Neeley, oceanografa biologica presso la NASA Goddard. Man mano che i tempi e l’estensione del ritiro del ghiaccio marino cambiano in un clima di riscaldamento, PACE sarà in grado di monitorare i cambiamenti nei tempi delle fioriture, fornendo informazioni sugli impatti più ampi sull’ecosistema.
Identificazione del fitoplancton dannoso:
Non tutto il fitoplancton è benefico per gli ecosistemi. Alcune specie possono produrre tossine pericolose per l’uomo o altre specie marine. Queste dannose fioriture algali possono disturbare gli ecosistemi e la vita quotidiana delle persone vicino a coste, laghi e fiumi. Le fioriture di cianobatteri, ad esempio, possono rovinare l’acqua potabile e l’uso ricreativo dell’acqua con le tossine che generano. Gli scienziati hanno utilizzato alcuni dati satellitari per tracciare e monitorare queste fioriture e le condizioni che le causano. PACE dovrebbe rendere più facile decifrare queste specie e condizioni, consentendo alle persone di sviluppare modi per mitigare gli impatti e prevenire future fioriture.
“Non tutto il fitoplancton crea fioriture algali dannose, quindi se potessimo utilizzare i dati satellitari per separare meglio le fioriture dannose da quelle non dannose, sarebbe utile per i gestori delle risorse idriche e gli scienziati che stanno cercando di comprendere le comunità di fitoplancton in una regione”, ha affermato Bridget Seegers, oceanografo della NASA Goddard.
PACE non sarà il primo satellite a farci vedere il fitoplancton dallo spazio. La missione è il successore di missioni come Terra, Aqua, Landsat e SeaWiFS (il sensore ad ampio campo visivo per la visualizzazione del mare), che hanno raccolto dati sul fitoplancton sin dagli anni ’90. PACE, che viene assemblato e gestito dagli ingegneri della NASA Goddard, amplierà in modo significativo la nostra capacità di distinguere e tracciare il fitoplancton ogni giorno, in tutto il pianeta. Link video:
“Se tutto va bene, la natura iperspettrale dell’Ocean Color Instrument ci consentirà di separare meglio i tipi di fitoplancton l’uno dall’altro e dalle particelle non fitoplanctoniche“, ha affermato Neeley. “Per me, le opportunità di ricerca saranno infinite.”
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