Sotto la superficie del mare opera un enorme mondo invisibile.
Miliardi di organismi microscopici si muovono insieme all'acqua, trasformano la luce solare in materia organica, rilasciano ossigeno e diventano nutrimento per gli anelli successivi della vita oceanica. Non hanno orecchie, ma ciò non significa che il suono circostante passi loro accanto senza lasciare traccia.
Persino il plancton esiste all'interno di uno spazio fisico condiviso — tra correnti, pressione, luce, segnali chimici e vibrazioni dell'acqua.
Un nuovo studio ha dimostrato che il ronzio a bassa frequenza delle centrali eoliche marine in funzione è in grado di modificare i processi all'interno della comunità planctonica naturale. In appena 22 ore di esposizione il fitoplancton ha iniziato a crescere più rapidamente, e l'equilibrio dell'ossigeno nell'acqua è cambiato.
L'oceano ha risposto al suono umano là dove gli scienziati quasi non si aspettavano di udire una risposta.
Un esperimento nelle acque norvegesi
Lo studio è stato condotto da un team internazionale guidato da Justine Courboules e dalla bioacustica marina Ana Sirovic dell'Università norvegese di scienze e tecnologia — NTNU. Alla ricerca hanno partecipato anche specialisti dell'Università di Montpellier, del CNRS, dell'Ifremer, del Reale Istituto belga di scienze naturali e dell'Università di Amburgo.
Il progetto è stato finanziato dal Consiglio norvegese della ricerca nell'ambito del programma PURE WIND, dedicato all'impatto del suono dell'eolico marino sugli ecosistemi.
Come riprodurre il ronzio di una centrale in mare
I ricercatori volevano avvicinare l'esperimento all'ambiente oceanico reale. Per questo non hanno coltivato una singola specie di laboratorio in condizioni sterili, ma hanno utilizzato una comunità naturale di laguna costiera, comprendente fitoplancton e zooplancton che se ne nutre.
I campioni sono stati collocati in contenitori sperimentali — microcosmi, situati direttamente nell'ambiente marino. Poi, sott'acqua, sono state riprodotte registrazioni reali di una centrale eolica marina in funzione.
L'esperimento comprendeva tre modalità sonore:
- un gruppo di controllo, che udiva solo il fondo naturale della laguna — circa 80 dB rispetto a 1 µPa;
- un livello di rumore medio — circa 94 dB;
- livello elevato — circa 106 dB.
L'esposizione copriva frequenze da 50 a 2400 hertz e durava 22 ore.
I decibel subacquei non possono essere confrontati direttamente con i valori abituali del rumore in aria: in acqua si usa un'altra grandezza di riferimento e il suono stesso si propaga diversamente. Perciò i numeri riportati caratterizzano le differenze tra le condizioni dell'esperimento, ma non significano che il plancton si trovasse vicino a una sorgente paragonabile per intensità a un elettrodomestico o a un concerto.
Gli scienziati hanno misurato la velocità di crescita del fitoplancton, l'intensità del suo consumo da parte dello zooplancton e la variazione della concentrazione di ossigeno.
Che cosa è cambiato in 22 ore
Nei gruppi esposti alla riproduzione del rumore della centrale eolica, il fitoplancton è cresciuto in modo statisticamente significativo più rapidamente rispetto alle condizioni di controllo.
Al tempo stesso nell'acqua si osservava un bilancio dell'ossigeno più positivo. Gli autori ritengono che ciò possa indicare un aumento della produzione primaria — il processo con cui le microalghe e i cianobatteri utilizzano la luce per creare materia organica e rilasciano ossigeno.
La velocità con cui lo zooplancton consumava il fitoplancton, tuttavia, non differiva in modo sostanziale tra i tre gruppi.
Ne risulta un quadro insolito: la produzione di biomassa vegetale è cambiata, mentre il suo consumo nell'ambito del breve esperimento è rimasto all'incirca invariato.
Ma non si può considerarlo un beneficio dimostrato del rumore.
La crescita accelerata di un solo anello può alterare il precedente rapporto tra i processi. Se produzione e consumo di materia organica iniziano a divergere, con il tempo ciò può influire sul regime dell'ossigeno, sul ciclo dei nutrienti, sulla trasparenza dell'acqua e sulla distribuzione dell'energia nella rete alimentare.
Per ora sono solo possibili conseguenze. Lo studio ha mostrato una reazione di breve durata, ma non ha verificato a che cosa porterà dopo settimane, mesi o anni.
Come il plancton può rispondere al suono
La parola «udì» qui è un'immagine.
Il fitoplancton non percepisce il suono come un essere umano, una balena o un pesce. Ma il suono è un movimento fisico: onde di pressione e oscillazioni delle particelle d'acqua. Esse possono agire direttamente sugli organismi microscopici o modificare le condizioni intorno a loro.
I meccanismi possibili sono diversi. Le oscillazioni possono influire sul rimescolamento dell'acqua, sul contatto delle cellule con i nutrienti, sulla loro posizione rispetto alla luce, sullo stato fisiologico e sull'interazione tra i membri della comunità.
Tuttavia il nuovo studio non stabilisce quale meccanismo abbia causato l'accelerazione della crescita. Esso registra il fatto stesso della reazione di una comunità naturale a un determinato regime sonoro di breve durata.
Per comprendere la catena causale serviranno ulteriori esperimenti: con singole specie e comunità miste, con diversa durata dell'esposizione, frequenze, livelli del segnale e condizioni ambientali.
Il fondamento della vita oceanica
Il fitoplancton è facile da non notare. Una singola cellula può essere invisibile a occhio nudo, ma insieme questi organismi svolgono un lavoro di scala planetaria.
Essi costituiscono la base di molte reti alimentari marine. Se ne nutre lo zooplancton, che diventa cibo per pesci, uccelli e mammiferi marini. Il fitoplancton partecipa alla produzione di una quota significativa dell'ossigeno della biosfera e fissa il carbonio, parte del quale col tempo viene trasferita negli strati profondi dell'oceano.
Perciò un cambiamento nella sua crescita non è un piccolo evento limitato a un recipiente sperimentale. È un segnale di un possibile impatto sull'inizio della catena da cui dipendono forme di vita ben più grandi.
In precedenza le ricerche sul rumore subacqueo erano concentrate soprattutto su balene, delfini, pesci e altri animali che usano il suono per comunicare, orientarsi e cercare il cibo. Il nuovo lavoro amplia la domanda: che cosa accade se il suono industriale raggiunge organismi che non possiedono un sistema uditivo abituale, ma esistono all'interno dello stesso ambiente fisico?
Anche l'energia verde ha un suono
L'energia eolica offshore è necessaria per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Tuttavia una fonte di energia più pulita dal punto di vista ambientale non diventa del tutto invisibile alla natura.
Particolarmente rumorosi possono essere i lavori di costruzione — per esempio l'infissione dei pali durante l'installazione delle fondazioni delle turbine. Ma anche gli impianti già in funzione creano oscillazioni a bassa frequenza costanti: la rotazione delle pale, il movimento dei meccanismi e le vibrazioni della struttura si trasmettono attraverso le fondazioni all'acqua e al fondale marino.
Lo studio non dimostra che le centrali elettriche marine distruggano le comunità planctoniche. Esso inoltre non valuta nel suo insieme una specifica centrale eolica in funzione. Gli scienziati ne hanno riprodotto le registrazioni in un esperimento microcosmico controllato.
Ma il lavoro mostra che nella progettazione dell'energia marina non basta tenere conto solo degli animali visibili. Il suono subacqueo può propagarsi attraverso diversi livelli dell'ecosistema, compreso il suo fondamento microscopico.
Forse in futuro le turbine dovranno essere valutate non solo in base alla quantità di energia prodotta, ma anche all'impronta acustica che lasciano nel mare.
Di che cosa ci ha ricordato oggi l'oceano?
Che in un sistema vivente non esistono partecipanti davvero piccoli né impatti isolati.
L'uomo installa una turbina per trasformare il movimento dell'aria in elettricità. Il meccanismo crea oscillazioni. Le oscillazioni entrano nell'acqua. L'acqua le trasmette a cellule microscopiche — e all'interno della comunità invisibile il corso della vita cambia.
Persino il più silenzioso ronzio tecnologico diventa parte dello spazio oceanico. Esso entra nella partitura comune insieme alle correnti, al movimento degli animali, al fruscio dei sedimenti e alle oscillazioni naturali dell'acqua stessa.
L'oceano ci ha ricordato: ogni tecnologia creata dall'uomo entra in relazione con la vita già esistente. Perciò la vera sostenibilità ambientale comincia non solo da una fonte di energia pulita, ma anche dalla capacità di ascoltare la risposta dell'intero sistema — fino ai suoi abitanti più piccoli.
Il plancton non possiede orecchie. Ma l'oceano gli ha trasmesso il nostro suono — e la vita ha risposto cambiando il proprio ritmo.
