La perdita di ghiaccio marino guida un cambiamento di regime nella biogeochimica dell’azoto nell’Oceano Artico

Perché questo conta per il nostro Artico che cambia

L’Oceano Artico si sta scaldando rapidamente, e il suo ghiaccio marino in diminuzione è spesso citato come segno visibile del cambiamento climatico. Ma sotto la superficie è in corso un’altra trasformazione meno ovvia: i nutrienti di base che alimentano la vita marina artica si stanno riorganizzando. Questo studio mostra che l’Artico ha oltrepassato una soglia in cui l’azoto, uno dei nutrienti chiave per le piante, è ora scarso su gran parte della regione. Questo cambiamento silenzioso potrebbe rimodellare quali organismi prosperano nelle acque artiche e quanto carbonio l’oceano può assorbire dall’atmosfera.

Un nuovo quadro delle acque superficiali artiche

Usando dati provenienti da ricorrenti rilevamenti navali attraverso lo Stretto di Fram tra la Groenlandia e Svalbard, gli autori hanno compilato un record ventennale di temperatura, salinità e nutrienti nelle fredde Acque Superficiali Polari che fuoriescono dall’Oceano Artico. Intorno al 2009 hanno osservato una netta rottura nel modello: i livelli medi di nitrato in queste acque superficiali sono scesi da circa tre unità a meno di due, con valori prossimi allo zero che compaiono molto più spesso. Contemporaneamente, l’equilibrio tra i diversi nutrienti è cambiato. Il rapporto azoto/fosforo è diminuito, mentre il rapporto silicio/azoto è aumentato, segnando che l’azoto invece della luce era diventato il principale freno alla crescita delle piante in queste acque.

Lavoro nascosto sul fondale

Il gruppo ha ricondotto questo cambiamento ai processi che avvengono sulle ampie e basse piattaforme continentali a largo della Siberia, in particolare i mari di Chukchi e della Siberia Orientale. Quando le piante microscopiche crescono nelle acque superficiali e muoiono, i loro resti affondano e vengono degradati dai microbi nel fango del fondale. In sedimenti poveri di ossigeno e ricchi di materia organica, questi microbi usano il nitrato invece dell’ossigeno e lo convertono in gas di azoto, un processo noto come denitrificazione bentonica che rimuove in modo permanente l’azoto utilizzabile dall’oceano. Collegando stime pubblicate della produzione di piante su ciascuna piattaforma con misure di denitrificazione da studi precedenti, gli autori hanno ricostruito come questa perdita di azoto sul fondale è cambiata dalla fine degli anni ’90. I loro calcoli indicano che la rimozione di azoto sulle piattaforme siberiane è più che raddoppiata nel corso di due decenni, con i maggiori aumenti sulla piattaforma di Chukchi dove la produttività è aumentata mentre il ghiaccio si ritirava.

Correnti che trasportano un’impronta chimica in cambiamento

La storia non finisce sulle piattaforme. Le correnti superficiali spazzano queste acque modificate attraverso l’Artico e infine fuori dallo Stretto di Fram. Per seguire quel viaggio, i ricercatori hanno usato un modello informatico per tracciare a ritroso pacchetti d’acqua virtuali dallo Stretto di Fram per dieci anni. Prima del 2009 molti di questi pacchetti avevano trascorso la maggior parte del tempo sopra la piattaforma del Mare di Kara, dove la perdita di azoto è più modesta. Dopo il 2009 la circolazione si è accelerata lungo il bordo della piattaforma e una frazione maggiore dell’acqua che alimenta lo Stretto di Fram era passata sulle piattaforme fortemente denitrificanti di Chukchi e della Siberia Orientale. Di conseguenza, l’“impronta” chimica delle Acque Superficiali Polari è cambiata: più acqua che raggiunge il centro dell’Artico e lo Stretto di Fram aveva già visto il suo nitrato asportato lungo il percorso.

Da mari limitati dalla luce a mari limitati dai nutrienti

All’inizio dell’era satellitare, gli aumenti nella crescita delle piante artiche seguivano da vicino l’area di acqua libera creata dallo scioglimento del ghiaccio marino, suggerendo che la luce fosse il principale fattore limitante. La nuova analisi mostra che questa relazione si è deteriorata dopo circa il 2009. Sulla piattaforma di ingresso del Mare di Chukchi, la produttività continua a crescere mentre il ghiaccio si ritira e le acque pacifiche portano nuovi nutrienti. A valle, tuttavia, attraverso i mari della Siberia Orientale, di Laptev e di Kara e nel centro dell’Artico, la crescita delle piante si è arrestata o addirittura è diminuita nonostante più acqua libera. Questo schema corrisponde alla diminuzione osservata del nitrato e indica un nuovo regime in cui la disponibilità di azoto fissato, invece della luce solare, fissa il tetto della produttività su gran parte dell’Oceano Artico.

Cosa significa per la vita artica

Messi insieme, osservazioni e modellizzazione suggeriscono che l’Oceano Artico ha oltrepassato una soglia simile a un tipping point nei suoi cicli dei nutrienti. La denitrificazione bentonica su poche piattaforme chiave ora rimuove una quantità di azoto comparabile al nitrato totale che entra dal Pacifico, lasciando l’interno dell’Artico cronicamente povero di azoto. In queste condizioni povere di azoto, tendono a prevalere fitoplancton più piccolo che sfrutta meglio i nutrienti scarsi, sostituendo i diatomee più grandi ricche di silice, e la rete trofica può spostarsi verso più riciclo e meno esportazione in profondità. Cambiamenti del genere sono già segnalati in regioni come il Mare di Chukchi e lo Stretto di Fram. Sebbene altre fonti di azoto, come gli apporti atmosferici o i microbi fissatori di azoto, possano aumentare di importanza, è improbabile che compensino le perdite attuali. Per un osservatore non specialistico, il messaggio è chiaro: mentre il ghiaccio marino artico svanisce, le fondamenta invisibili del suo ecosistema marino vengono silenziosamente riorganizzate, con conseguenze durature per la vita nel lontano nord.

Citazione: Santos-García, M., Ganeshram, R.S., Oziel, L. et al. Sea ice loss drives a regime shift in Arctic Ocean nitrogen biogeochemistry. Commun Earth Environ 7, 442 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03569-x

Parole chiave: Oceano Artico, perdita di ghiaccio marino, ciclo dell’azoto, denitrificazione bentonica, produzione primaria