Le dita di sale contribuiscono in modo sostanziale al trasporto di ossigeno diapicnico nella zona di minimo di ossigeno dell’Est Pacifico meridionale

Perché contano i deserti d’ossigeno nascosti dell’oceano

Ben al di sotto della superficie illuminata dall’occhio del sole si trovano vaste “zone di minimo di ossigeno”—strati d’acqua in cui l’ossigeno è così scarso che molti animali faticano a sopravvivere. Questi deserti nascosti si stanno espandendo con il riscaldamento climatico, minacciando la pesca, la biodiversità marina e la chimica dei mari. Questo studio esplora un processo trascurato, noto come dita di sale, che aiuta silenziosamente a portare ossigeno fresco in una delle regioni a basso ossigeno più estese del pianeta al largo delle coste di Perù e Cile, facendo luce su come questi ambienti fragili potrebbero cambiare in futuro.

Un ampio strato di acqua povera di ossigeno

L’Est Pacifico meridionale ospita una delle zone di minimo di ossigeno più estese al mondo. Alimentate da un produttivo upwelling costiero, le acque superficiali brulicano di vita, ma quando la materia organica affonda e si decompone consuma ossigeno in profondità. Tra circa 100 e 450 metri di profondità i livelli di ossigeno crollano fino a valori ipossici o addirittura funzionalmente nulli, formando uno spesso strato soffocante. Questa zona è incastonata tra acque ben ventilate sopra e sotto, perciò il suo contenuto di ossigeno dipende da quanto efficacemente la miscelazione trasferisce ossigeno attraverso il suo confine superiore netto e il suo confine inferiore più graduale.

Strati di acque diverse preparano il terreno

Al largo del Cile centrale, tre masse d’acqua si sovrappongono creando forti contrasti di temperatura e salinità. Vicino alla superficie si trova acqua relativamente dolce e ben ossigenata. Sotto di essa, una massa d’acqua subsuperficiale equatoriale è insolitamente salata e molto povera di ossigeno, formando il cuore della zona di minimo di ossigeno. Più in profondità scorre acqua intermedia antartica più fresca e meno salina che contiene molto più ossigeno. Dove questi strati si incontrano, le loro diverse proprietà termiche e saline rendono la colonna d’acqua instabile in modi sottili, predisponendola a un tipo speciale di miscelazione chiamato doppia diffusione.

Dita di sale: strutture piccole con grande impatto

La doppia diffusione nasce perché calore e sale diffondono a velocità molecolari differenti. Quando acqua calda e salata giace sopra acqua più fredda e meno salata, il calore si disperde verso il basso più rapidamente del sale. Questo provoca la formazione di sottili plume salate che si muovono verso il basso—le “dita di sale”—mentre l’acqua più fredda e meno salata risale tra di esse. Utilizzando profilatori di microstruttura sensibili, campionamenti standard di temperatura–salinità–ossigeno e correntometri in tre crociere tra il 2020 e il 2022, i ricercatori hanno misurato la turbolenza e la struttura a piccola scala della colonna d’acqua vicino al margine meridionale della zona di minimo di ossigeno. Hanno riscontrato che appena sotto il nucleo a basso ossigeno le condizioni favoriscono l’attività delle dita di sale per buona parte del tempo, e la miscelazione risultante può essere uno o due ordini di grandezza più intensa della turbolenza ordinaria indotta dal taglio in quella zona.

Confronto tra rifornimento di ossigeno dall’alto e dal basso

Vicino al confine superiore della zona di minimo di ossigeno, forti gradienti verticali di ossigeno fanno di quell’interfaccia una via naturale per la ventilazione dall’alto. Tuttavia, l’acqua lì è fortemente stratificata, il che sopprime la miscelazione turbolenta e mantiene basse le diffusività. Al contrario, il confine inferiore dove si verificano le dita di sale ha gradienti di ossigeno più dolci ma diffusività efficaci molto più elevate. Quando il team ha combinato le loro misurazioni di turbolenza con i profili di ossigeno, ha trovato che il flusso di ossigeno verso l’alto dal basso spesso corrisponde, e talvolta addirittura pareggia, il flusso verso il basso dall’alto. In alcuni periodi, la miscelazione guidata dalle dita di sale attraverso il confine inferiore ha contribuito per più dei due terzi della miscelazione verticale totale, il che significa che questo processo sottile gioca un ruolo principale nel sostenere l’ossigeno presente all’interno dello strato a basso ossigeno.

Cosa significa per un oceano che cambia

I risultati ribaltano la visione semplice secondo cui le zone di minimo di ossigeno sono ventilate principalmente dall’alto. Al contrario, rivelano che la persistente miscelazione per dita di sale in profondità può fornire un apporto costante di ossigeno dal basso che è comparabile o superiore all’apporto dall’alto. Poiché la struttura di temperatura e salinità che guida le dita di sale sembra stabile su vaste aree dell’Est Pacifico meridionale, questo meccanismo probabilmente agisce su aree ampie e su scale temporali lunghe, e condizioni simili esistono in altri sistemi di upwelling nel mondo. Per prevedere accuratamente come queste zone povere di ossigeno si espanderanno o si contrarranno in un oceano che si riscalda e si deossigena, i modelli climatici e oceanici dovranno includere le dita di sale e altri processi di miscelazione a piccola scala—non solo le forme più familiari di turbolenza vicino alla superficie.

Citazione: Pinto-Juica, M., Pizarro, O., Rodríguez-Santana, Á. et al. Salt fingers contribute substantially to diapycnal oxygen transport into the oxygen minimum zone of the eastern South Pacific. Commun Earth Environ 7, 175 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03194-8

Parole chiave: zone di minimo di ossigeno, dita di sale, miscelazione oceanica, Est Pacifico meridionale, deossigenazione degli oceani