Variabilità fisica e biogeochimica osservata a seguito del ciclone tropicale Mocha attraverso osservazioni con glider nella Baia del Bengala

Temporali che smuovono il mare

I cicloni tropicali sono solitamente visti come forze di distruzione nell’atmosfera e sulle terre emerse, ma si estendono anche in profondità nell’oceano, rimodellando la vita sotto le onde. Questo studio segue uno di questi eventi — il ciclone tropicale Mocha — mentre attraversava la Baia del Bengala nel maggio 2023. Utilizzando un glider robotico che si immergeva ripetutamente nell’oceano superiore, gli scienziati hanno catturato come la tempesta abbia raffreddato il mare, miscelato i suoi strati e sovralimentato temporaneamente la vita vegetale microscopica e i livelli di ossigeno — cambiamenti rilevanti per la pesca, il clima e la nostra comprensione di come l’oceano risponde a eventi estremi.

Un robot segue una tempesta pericolosa

La Baia del Bengala è un punto caldo per i cicloni tropicali ed è anche un bacino oceanico con uno strato superficiale molto poco profondo e relativamente dolce che solitamente tiene bloccate sotto di sé acque più profonde ricche di nutrienti. Questa stratificazione stabile tende a limitare la crescita del fitoplancton — le minuscole piante planctoniche che formano la base della rete alimentare marina. Nel maggio 2023, un glider in acque profonde schierato da scienziati indiani si è trovato ad attraversare il percorso del ciclone Mocha. Questo veicolo autonomo subacqueo, controllato da remoto da riva, ha ripetutamente profilato l’acqua dalla superficie fino a centinaia di metri, misurando temperatura, salinità, clorofilla (un proxy per il fitoplancton) e ossigeno disciolto con alta risoluzione verticale e temporale prima, durante e dopo la tempesta.

Come la tempesta ha raffreddato e scosso l’oceano

Quando Mocha è passata sopra l’area, venti forti, nubi intense e una marcata perdita di calore hanno alterato drasticamente la superficie del mare. Il glider ha registrato un calo di circa 2,5 °C della temperatura superficiale del mare, mentre i dati satellitari hanno mostrato un raffreddamento simile lungo la traiettoria della tempesta. Allo stesso tempo, le acque superficiali sono diventate leggermente più salate, segno che acqua più profonda e salata è stata mescolata verso l’alto. I venti potenti della tempesta hanno approfondito lo strato mescolato superficiale da poche decine di metri a quasi 60 metri e hanno indebolito la consueta stratificazione della colonna d’acqua. Questo rimescolamento verticale, combinato con upwelling indotto dalla circolazione della tempesta, ha avvicinato acque più fredde e ricche di nutrienti alla superficie e ha spinto verso l’alto il confine tra gli strati caldi e freddi.

Un’esplosione di vita vegetale nascosta dopo la tempesta

Prima del ciclone, il fitoplancton era scarso vicino alla superficie, con un massimo di concentrazione “nascosto” situato tra circa 60 e 95 metri, dove luce e nutrienti erano meglio bilanciati. Dopo che la tempesta ha miscelato le acque, i livelli di clorofilla in superficie sono saliti rapidamente, prima fino a circa 0,8 milligrammi per metro cubo e poi, in modo più evidente, fino a circa 1,7 milligrammi per metro cubo otto giorni dopo. Il primo picco sembra essere dovuto a questo deposito profondo di fitoplancton sollevato verso l’alto. Il secondo picco, più marcato e verificatosi una volta che il cielo si è schiarito e la luce è tornata, riflette probabilmente una vera nuova crescita alimentata dai nutrienti portati dal basso. I sensori satellitari, ostacolati dalla copertura nuvolosa e dalla risoluzione grossolana, hanno catturato soltanto una versione attenuata di questa fioritura, sottolineando l’importanza delle misure in acqua effettuate con robot.

Il ritmo giornaliero dell’ossigeno si illumina

L’ossigeno disciolto, vitale per gli animali marini e sensibile all’attività biologica, è cambiato anch’esso in sincronia con la tempesta e la fioritura. Immediatamente intorno al passaggio di Mocha, l’ossigeno vicino alla superficie è calato brevemente mentre acqua povera di ossigeno proveniente dalle profondità veniva mescolata verso l’alto. Nei giorni successivi, tuttavia, l’ossigeno è salito di circa 10 micromoli per litro, seguendo l’aumento della clorofilla. Questa tempistica, insieme a venti relativamente calmi durante la fioritura, suggerisce che l’ossigeno aggiuntivo sia stato prodotto principalmente dalla fotosintesi piuttosto che dall’aria miscelata nel mare. I dati a scala fine del glider hanno anche rivelato che le oscillazioni giornaliere di ossigeno e clorofilla sono diventate molto più ampie durante la fioritura, riflettendo l’accumulo di ossigeno diurno dovuto alla fotosintesi e il suo consumo notturno per respirazione.

Mettere alla prova i modelli

I ricercatori hanno anche confrontato i dati del glider con un modello oceanico che simula sia la fisica sia la biologia. Il modello ha correttamente mostrato raffreddamento, un certo mescolamento e un aumento di fitoplancton e ossigeno, ma la sua risposta è stata molto più debole: il raffreddamento superficiale è stato circa la metà, l’aumento della clorofilla è stato minore e di durata più breve, e il secondo picco ritardato osservato otto giorni dopo la tempesta era completamente assente. Anche le variazioni di salinità e ossigeno sono state rappresentate in modo impreciso. Queste discrepanze indicano carenze nel modo in cui il modello gestisce il mescolamento indotto dalla tempesta, l’apporto di nutrienti e le risposte biologiche durante eventi estremi.

Perché è importante per le persone e per il clima

In termini semplici, il ciclone Mocha ha trasformato per un breve periodo una zona relativamente tranquilla della Baia del Bengala in un’area mescolata, più verde e più ricca di ossigeno. Seguendo questa evoluzione nel dettaglio, lo studio mostra che le tempeste possono attingere riserve nascoste di nutrienti e vita vegetale sotto la superficie e che questi effetti possono persistere per più di una settimana dopo che i venti si sono calmati. Allo stesso tempo, rivela che i modelli oceanici comunemente usati sottostimano ancora questi cambiamenti. Per le società costiere che dipendono dal mare e per gli scienziati che cercano di prevedere come gli oceani risponderanno a un clima in riscaldamento e a tempeste potenzialmente più intense, osservazioni basate su glider come queste sono cruciali per migliorare le previsioni sia degli impatti meteorologici sia della salute degli ecosistemi marini.

Citazione: Thangaprakash, V.P., Sureshkumar, N., Srinivas, K.S. et al. Observed physical and biogeochemical variability due to tropical cyclone Mocha using glider observations in the Bay of Bengal. Sci Rep 16, 13009 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43528-2

Parole chiave: cicloni tropicali, Baia del Bengala, mescolamento oceanico, fioriture di fitoplancton, glider autonomi