Specie di macroalghe e fanerogame marine generano quantità variabili di carbonio organico disciolto recalcitrante nelle coste giapponesi

Perché le piante sottomarine contano per il clima

Lungo molte coste giapponesi, foreste di alghe e praterie di fanerogame marine assorbono silenziosamente anidride carbonica dal sistema aria-mare e la trasformano in materia organica. Questo studio indaga che fine fa un prodotto invisibile di quella crescita: il carbonio organico disciolto, un miscuglio ricco di carbonio che fuoriesce dai tessuti vegetali nell’acqua di mare. Tracciando quanto di questo materiale resiste alla degradazione per decenni, i ricercatori mostrano che queste piante costiere contribuiscono a sequestrare il carbonio nell’oceano su scale temporali rilevanti per il clima.

Il carbonio nascosto di alghe e fanerogame

Alghe e fanerogame, note congiuntamente come macrofite marine, non immagazzinano carbonio solo nelle foglie e nei fusti. Rilasciano continuamente una parte della loro produzione come carbonio organico disciolto, che si mescola con le acque circostanti e può essere trasportato lontano dalla costa. Finora gli scienziati avevano solo stime approssimative di quanto di questo carbonio disciolto permanga nell’oceano invece di essere rapidamente degradato. Questa incertezza ha reso difficile valutare l’importanza della vegetazione costiera per l’immagazzinamento a lungo termine del carbonio, spesso indicato come carbonio blu.

Testare le acque costiere in tutto il Giappone

Il team ha condotto esperimenti di campo in 18 siti, dalle acque fredde settentrionali ai mari subtropicali intorno al Giappone, lavorando con più di venti specie di alghe e sei specie di fanerogame marine. Hanno racchiuso piante appena raccolte in grandi sacchi d’acqua nel loro habitat naturale per alcune ore per misurare quanto carbonio disciolto veniva rilasciato e quanto crescevano mediante fotosintesi. In media, sia le alghe sia le fanerogame rilasciavano circa un quarto-terzo della loro produzione giornaliera come carbonio disciolto, sebbene specie e località individuali variano di due ordini di grandezza. Le alghe rosse e alcune piccole specie fogliari hanno mostrato perdite particolarmente elevate.

Seguire il carbonio disciolto per mesi e decenni

Per valutare quale frazione di questo carbonio disciolto perduri, gli scienziati hanno poi incubato l’acqua marina raccolta al buio a una temperatura fissa simile a quella ambiente per un massimo di 300 giorni. La maggior parte del carbonio disciolto è scomparsa entro i primi tre mesi, ma una frazione sostanziale è rimasta e si è degradata molto lentamente. Usando una descrizione matematica nota come modello di continuità di reattività, hanno proiettato quanto sarebbe rimasto dopo 25 e 100 anni. Hanno stimato che circa il 25 percento del carbonio disciolto derivato dalle fanerogame e il 14 percento di quello derivato dalle alghe potrebbero ancora essere presenti dopo un secolo, il che significa che si comportano come un serbatoio a lunga durata su scale temporali umane.

Cosa rende duraturo parte del carbonio disciolto

I ricercatori hanno esplorato la natura chimica di questo carbonio resistente facendo passare luce di diversi colori attraverso l’acqua e analizzando la luminescenza risultante, un metodo che rivela tipi generali di composti disciolti. Componenti con segnali simili a sostanze umiche, che ricordano materiali scuri derivati da piante presenti in suoli e fiumi, tendevano ad aumentare durante le incubazioni mensili e erano fortemente correlate con la quantità di carbonio disciolto a lunga durata. Al contrario, componenti simili a proteine diminuivano man mano che i microbi le consumavano. Test aggiuntivi che hanno esposto i campioni alla luce solare, nutrienti extra e nuove comunità microbiche hanno mostrato che anche quando le condizioni favorivano la degradazione, una consistente riserva di carbonio disciolto persisteva, suggerendo che la struttura chimica, non solo la carenza di microbi o nutrienti, rende difficile la decomposizione.

Implicazioni per l’immagazzinamento del carbonio negli oceani

Combinando i tassi di rilascio misurati con le stime di persistenza su scala secolare, il team ha calcolato che, in media, circa il 4 percento della produzione annua di carbonio delle alghe e l’8 percento di quella delle fanerogame possono finire come carbonio disciolto a lunga durata. Queste frazioni sono comparabili o maggiori rispetto a stime precedenti del carbonio immagazzinato come particelle sedimentanti provenienti dagli stessi habitat. In termini semplici, foreste e praterie sottomarine non solo intrappolano carbonio nei sedimenti; alimentano anche una riserva lenta di carbonio disciolto che può rimanere nell’oceano per decenni mentre le correnti lo trasportano lontano. Riconoscere questa via nascosta rafforza l’argomento a favore della protezione e del ripristino dei letti di alghe e delle praterie di fanerogame come parte di strategie climatiche più ampie, evidenziando al contempo la necessità di monitorare meglio come questo carbonio disciolto a lunga durata si muove attraverso l’oceano globale.

Citazione: Watanabe, K., Hori, M., Kubo, A. et al. Macroalgal and seagrass species generate variable amounts of recalcitrant dissolved organic carbon in coastal Japan. Commun Earth Environ 7, 456 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03600-1

Parole chiave: carbonio blu, fanerogame marine, macroalghe, carbonio organico disciolto, sequestro del carbonio