La sepoltura a lungo termine dell'azoto supera la denitrificazione nei fiordi globali

Valli costiere nascoste che modellano i nostri mari

Lungo i margini di molte coste fredde e montuose si trovano insenature profonde e strette chiamate fiordi. Possono sembrare cartoline pittoresche, ma questo studio mostra che contribuiscono in modo discreto a controllare la quantità di azoto, simile a un fertilizzante, che circola negli oceani e quindi quanto carbonio la vita marina può immagazzinare. Tracciando dove finisce l'azoto nei fiordi di tutto il mondo, gli autori rivelano che queste valli sottomarine sono molto più importanti per l'equilibrio di nutrienti e clima del pianeta di quanto la loro piccola estensione superficiale lascerebbe intuire.

Perché l'azoto nei fiordi è importante

L'azoto è un ingrediente fondamentale della vita e limita la crescita delle microalghe nel mare. Quando vi è troppo azoto proveniente dall'agricoltura, dalle acque reflue o da altre fonti umane, le acque costiere si sovraccaricano, alimentando fioriture algali e perdite di ossigeno. Quando ce n'è troppo poco, la vita marina e la capacità dell'oceano di immagazzinare carbonio possono indebolirsi. I fiordi, pur coprendo meno di un millesimo della superficie oceanica globale, già immagazzinano circa l'11% del carbonio organico sepolto nell'oceano. La domanda chiave che i ricercatori si pongono è: i fiordi agiscono anche come grandi depositi a lungo termine per l'azoto stesso, o la maggior parte di esso sfugge nuovamente all'atmosfera sotto forma di gas?

Misurare un deposito globale di azoto

Per rispondere, il team ha combinato nuove misure provenienti da cinque fiordi in Svezia e Islanda con dati pubblicati di altri 74 fiordi nel mondo. Si sono concentrati su due destini principali per l'azoto che arriva nei fiordi con l'acqua dei fiumi, lo scioglimento dei ghiacciai e le correnti oceaniche. Un destino è la sepoltura: l'azoto che viene inglobato in particelle che affondano e diventano parte del fondale per secoli o più. L'altro è la «fuga» microbica, dove i microrganismi in ambienti a basso ossigeno trasformano composti azotati disciolti in gas inerti che salgono via. Utilizzando registri sedimentari, analisi chimiche e un upscaling statistico che corregge il campionamento disomogeneo, gli autori hanno stimato quanto azoto rimuove ciascun percorso su scala globale.

I fiordi come punti caldi di azoto sepolto

I risultati mostrano che i fiordi sono serbatoi eccezionali per l'azoto. In media, ogni metro quadrato di fondale fiordale seppellisce più azoto ogni anno rispetto alla maggior parte degli altri ambienti marini e persino rispetto alla maggior parte dei laghi. Scalando questi tassi, si suggerisce che i fiordi, pur essendo minuti in superficie, siano responsabili fino al 18% di tutta l'azoto sepolto nell'oceano. I fiordi ad alte latitudini, in aree come la Groenlandia, l'Artico canadese e Svalbard, sono particolarmente efficaci, grazie ai grandi apporti di sedimenti e particelle ricche di nutrienti provenienti da ghiacciai ed erosione. Questi materiali che affondano rapidamente riducono il tempo che la materia organica trascorre in acque ossigenate, permettendo a più azoto di essere conservato nel fango anziché decomposto e rilasciato.

Quando l'ossigeno diminuisce, l'equilibrio cambia

Lo studio mostra anche che il modo in cui i fiordi rimuovono l'azoto dipende fortemente dalla quantità di ossigeno che contengono. Nella maggior parte dei fiordi ben ossigenati, la sepoltura a lungo termine nei sedimenti rappresenta circa due terzi della perdita totale di azoto, superando la conversione microbica in gas. Ma nei fiordi dove le acque profonde sono diventate gravemente povere di ossigeno o completamente anossiche, la situazione si ribalta. Là, i tassi dei processi microbici che formano gas possono essere fino a nove volte superiori rispetto ai fiordi ricchi di ossigeno, talvolta superando di gran lunga la sepoltura. Con la perdita di ossigeno nelle acque profonde, la zona in cui i microrganismi assottigliano il nitrato si espande da uno strato sottile nel sedimento a una fascia d'acqua spessa, aumentando notevolmente la produzione di gas azotato.

Mari che si riscaldano e il futuro dell'azoto

Il cambiamento climatico e l'inquinamento nutrientale umano probabilmente rimodelleranno questo delicato equilibrio. Il riscaldamento accentua lo strato nell'acqua e può privare le conche profonde dei fiordi di ossigeno, mentre l'aumento degli apporti di nutrienti e i cambiamenti delle correnti oceaniche alimentano una maggiore produzione primaria. Insieme, queste tendenze favoriscono sia una maggiore sepoltura — attraverso una maggior fornitura di particelle organiche fresche — sia una maggiore perdita microbica di azoto, soprattutto dove le acque profonde scivolano verso ipossia o anossia. Gli autori concludono che i fiordi attualmente fungono da filtri potenti e favorevoli al clima che intrappolano l'azoto in eccesso con pochi effetti collaterali di gas serra. Tuttavia, con l'espansione del riscaldamento e della deossigenazione, le vie microbiche che producono anche protossido di azoto, un potente gas serra, potrebbero assorbire una quota maggiore della rimozione dell'azoto. Gestire i carichi di nutrienti nelle acque costiere sarà cruciale per mantenere i fiordi come efficaci serbatoi di azoto a basso impatto in un oceano che cambia.

Citazione: Cheung, H.L.S., Levin, L.S., Smeaton, C. et al. Long-term nitrogen burial exceeds denitrification in global fjords. Nat Commun 17, 3148 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71116-5

Parole chiave: fiordi, ciclo dell'azoto, sedimenti marini, deossigenazione, carbonio blu