Le diatomee, alghe unicellulari con gusci decorati e vetrosi, sono spesso ammirate per la loro straordinaria bellezza. Queste alghe svolgono un ruolo vitale nella chimica e nell’ecologia degli oceani, contribuendo alla regolazione del clima e alle reti alimentari marine mentre sono vive. Ora, una nuova ricerca rivela che il loro impatto continua molto tempo dopo la loro morte, rimodellando rapidamente la chimica degli oceani e influenzando potenzialmente il clima della Terra in modi precedentemente sottovalutati.
La velocità inaspettata dell’invecchiamento inverso
Un team di scienziati della Georgia Tech ha scoperto che gli scheletri a base di silice delle diatomee si trasformano in minerali argillosi in modo sorprendentemente rapido, entro soli 40 giorni. In precedenza, gli scienziati credevano che questo processo, noto come invecchiamento inverso, richiedesse da centinaia a migliaia di anni. I risultati, pubblicati su Science Advances, evidenziano il ruolo dinamico che questi organismi microscopici svolgono nella regolazione del clima del pianeta.
Dal vetro all’argilla: una trasformazione chimica
Quando una diatomea muore, la maggior parte del suo scheletro di silice si dissolve. Tuttavia, la silice rimanente può subire un processo di invecchiamento inverso, un processo che la trasforma in nuovi minerali argillosi contenenti tracce di metalli. Questo processo rilascia inoltre nell’atmosfera il carbonio precedentemente sequestrato mentre i sedimenti reagiscono con l’acqua di mare. Questa interazione tra silicio, carbonio e metalli in tracce influenza in modo significativo la chimica degli oceani e aiuta a stabilizzare il clima della Terra nel tempo.
Ricreare le condizioni del fondale marino in laboratorio
Per capire come e quanto velocemente avviene l’inversione degli agenti atmosferici, i ricercatori hanno costruito un reattore specializzato a due camere che simula le condizioni del fondale marino. Una camera conteneva silice diatomea, mentre l’altra conteneva minerali di ferro e alluminio, separati da una membrana che permetteva agli elementi disciolti di mescolarsi. Utilizzando la microscopia avanzata, la spettroscopia e l’analisi chimica, il team ha monitorato l’intera trasformazione dalla dissoluzione del guscio di diatomee alla formazione di nuova argilla.
I risultati sono stati sorprendenti: in soli 40 giorni, la silice diatomea si è trasformata in minerali argillosi ricchi di ferro, gli stessi minerali presenti nei sedimenti marini. Ciò dimostra che l’invecchiamento inverso non è un processo lento e di fondo, ma una componente attiva della chimica dell’oceano moderno, che influenza la disponibilità di silice, i livelli di anidride carbonica e il riciclaggio dei nutrienti.
Implicazioni per la modellazione climatica e gli ecosistemi oceanici
“È stato straordinario vedere con quanta rapidità gli scheletri di diatomee potevano trasformarsi in minerali completamente nuovi e decifrare i meccanismi alla base di questo processo”, ha affermato Simin Zhao, il primo autore dello studio.
La rapida trasformazione delle diatomee ha implicazioni di vasta portata. Ciò suggerisce che la chimica degli oceani è più dinamica e potenzialmente più reattiva ai cambiamenti ambientali moderni di quanto si pensasse in precedenza. I risultati affrontano anche un mistero di vecchia data: gli scienziati sanno che entra nell’oceano più silice di quanta ne viene sepolta, e questa ricerca suggerisce che gran parte di essa viene convertita in nuovi minerali attraverso una rapida alterazione atmosferica inversa.
“Le diatomee sono fondamentali per gli ecosistemi marini e per la pompa globale di carbonio”, ha spiegato Jeffrey Krause, coautore e oceanografo. “Sapevamo già della loro importanza mentre eravamo in vita. Ora sappiamo che anche dopo la morte, i resti delle diatomee continuano a modellare la chimica dell’oceano in modi che influenzano il ciclo del carbonio e dei nutrienti: un vero punto di svolta”.
Ricerca futura e promemoria della scienza di base
La ricerca del team guiderà i modellisti climatici nello studio del ruolo dell’oceano nella regolazione del carbonio atmosferico, oltre a migliorare i modelli dell’alcalinità dell’oceano e dell’acidificazione delle coste. I prossimi passi prevedono l’esplorazione di come fattori come la chimica dell’acqua influiscono su queste trasformazioni e l’esame di campioni provenienti da ambienti costieri e di acque profonde per vedere come questi risultati di laboratorio si traducono nel mondo naturale.
“Questo studio cambia il modo in cui gli scienziati pensano al fondale marino, non come un luogo di sepoltura passivo, ma come un motore chimico dinamico”, ha affermato Yuanzhi Tang, autore senior dello studio.
La ricerca serve a ricordare potentemente l’importanza dell’indagine scientifica di base ed evidenzia come i processi su scala molecolare all’interno di minuscoli organismi possano avere un impatto profondo sui sistemi terrestri.
