Non c’è niente di più fondamentale per gli esseri umani della disponibilità di ossigeno. Diamo poco pensiero all’ossigeno di cui abbiamo bisogno, respiriamo, ma da dove viene?

Per far luce su questo, affermazioni come “l’oceano fornisce il 50% dell’ossigeno che respiriamo”, o il suo equivalente, “ogni secondo di respiro che respiriamo viene dal mare”, sono diventati comuni mantra per evidenziare la dipendenza umana, sull’oceano e il rischio di abbassare la fornitura di ossigeno a causa del cambiamento climatico e il degrado ambientale.

Questi mantra sono ripetuti da politici di alto profilo, tra cui l’inviato americano per il clima John Kerry e il presidente francese Emmanuel Macron, organizzazioni internazionali come l’Unesco e la Commissione europea, e persino rapporti di spicco dell’IPCC e di altre rinomate istituzioni scientifiche.

Mentre possono essere un buon foraggio per i discorsi, queste affermazioni travisano da dove proviene effettivamente l’ossigeno che respiriamo e, nel farlo, fuorviano il pubblico sul motivo per cui dovremmo intensificare il nostro ruolo di custodi degli oceani.

Dove prendiamo il nostro ossigeno?

L’atmosfera terrestre non è sempre stata ricca di ossigeno come lo è oggi. L’atmosfera è ora composta da 21% di ossigeno, ma ha rappresentato solo 0.001% dei livelli odierni durante i primi 2 miliardi di anni della storia della Terra.

È l’avvento di microscopici batteri e piante oceaniche (fitoplancton) e, più tardi, piante più grandi sulla terra che ha causato l’incredibile aumento di ossigeno nella nostra atmosfera. Questo ossigeno deriva dalla fotosintesi-il processo mediante il quale le piante trasformano l’anidride carbonica e l’acqua in materia organica e ossigeno.

L’ossigeno è stato relativamente stabile ad un livello elevato negli ultimi 500 milioni di anni. Oggi, circa la metà della fotosintesi avviene nell’oceano e metà sulla terra.

Quindi sì, l’oceano è responsabile di circa il 50% dell’ossigeno prodotto sul pianeta. Ma non è responsabile del 50% dell’aria che respiriamo noi umani. La maggior parte dell’ossigeno prodotto dall’oceano viene direttamente consumato dai microbi e dagli animali che vivono lì, o come prodotti vegetali e animali cadono sul fondo marino. In effetti, la produzione netta di ossigeno nell’oceano è vicina a 0.

Una piccola frazione della produzione primaria, circa lo 0,1%, sfugge alla degradazione e viene immagazzinata come carbonio organico nei sedimenti marini – un processo denominato pompa biologica del carbonio. Questo carbonio organico può eventualmente trasformarsi in combustibili fossili come carbone, petrolio e gas. La piccola quantità di ossigeno che era stata generata per produrre questo deposito di carbonio può essere successivamente rilasciata nell’atmosfera. Un processo simile si verifica anche sulla terra, con un po ‘ di carbonio immagazzinato nei terreni.

Pertanto, l’ossigeno che respiriamo attualmente proviene dal lento accumulo di O₂ nell’atmosfera supportato dalla sepoltura di materia organica su scale temporali molto lunghe-centinaia di milioni di anni – e non dalla produzione contemporanea da parte della biosfera terrestre o oceanica.

I combustibili fossili e l’aria che respiriamo

Che ne dite delle tendenze future dell’ossigeno atmosferico? Già nel 1970, l’eminente geochimico Wally S Broecker riconobbe che se dovessimo bruciare tutte le riserve di combustibili fossili conosciute, useremmo meno del 3% del nostro serbatoio di ossigeno.

Se dovessimo tagliare o bruciare tutte le foreste e ossidare tutto il carbonio organico immagazzinato nella vegetazione e nei terreni migliori in tutto il mondo, porterebbe solo a un piccolo esaurimento dell’ossigeno atmosferico. Se la fotosintesi nell’oceano e sulla terra smettesse di produrre ossigeno, potremmo continuare a respirare per millenni, anche se avremmo certamente altri problemi.

Il calo previsto dell’ossigeno atmosferico, anche negli scenari peggiori con la combustione massiccia di combustibili fossili e la deforestazione, sarà molto piccolo rispetto al serbatoio atmosferico molto grande. I modelli mostrano che il contenuto di ossigeno nell’atmosfera subirà un minuto cambiamento nei prossimi 100.000 anni in risposta all’uso di combustibili fossili. Quindi, mentre ci sono molte cose di cui preoccuparsi nel nostro futuro climatico, la disponibilità di ossigeno per gli organismi che respirano l’aria (inclusi gli esseri umani) non è una di queste.

Calo di ossigeno nell’oceano

Ci sono cause significative di preoccupazione per quanto riguarda il contenuto di ossigeno nell’oceano, tuttavia. Il serbatoio di O₂ dell’oceano è vulnerabile perché contiene meno dell ‘ 1% dell’ossigeno immagazzinato nell’atmosfera. In particolare, le regioni oceaniche con ossigeno molto basso o assente, denominate zone minime di ossigeno, si espandono man mano che il pianeta si riscalda, rendendo nuove regioni abitabili per la respirazione di organismi come i pesci.

L’oceano aperto ha perso dallo 0,5 al 3,3% del suo stock di ossigeno nei primi 1000 metri dal 1970 al 2010 e il volume delle zone minime di ossigeno è aumentato del 3-8%.

Questa perdita di ossigeno è dovuta principalmente alla crescente stratificazione oceanica. In questo processo, la miscelazione dell’oceano di superficie, che diventa più caldo e leggero, con gli strati oceanici più profondi e più densi è meno efficiente, limitando la penetrazione dell’ossigeno. Anche l’attività degli enzimi, compresi quelli coinvolti nella respirazione, aumenta generalmente con la temperatura. Quindi, il consumo di ossigeno da parte delle creature oceaniche aumenta man mano che l’oceano si riscalda.

Un recente studio ha rilevato che le zone minime di ossigeno nell’oceano aperto si sono espanse di diversi milioni di chilometri quadrati e centinaia di siti costieri hanno ora concentrazioni di ossigeno abbastanza basse da limitare le popolazioni animali e alterare il ciclo di importanti nutrienti. Si prevede che il volume delle aree a basso contenuto di ossigeno crescerà di circa il 7% entro il 2100 in uno scenario di emissioni di CO₂ elevate.

La deossigenazione di questo tipo influisce sulla biodiversità e sulle reti alimentari e influisce negativamente sulla sicurezza alimentare e sui mezzi di sussistenza delle persone che ne dipendono.

I fatti

Allora, dove questo lascia il nostro mantra?

Mentre non è corretto dire che l’oceano fornisce il 50% dell’ossigeno che respiriamo, è corretto dire che, su scale temporali geologiche, l’oceano ha fornito una grande frazione dell’ossigeno che assorbiamo oggi. È anche perfettamente corretto dire che l’oceano è responsabile del 50% della produzione primaria sulla Terra, sostenendo il nostro sistema alimentare.

E mentre non dovremmo preoccuparci della futura fornitura di ossigeno per gli esseri umani per respirare in futuro, dovremmo preoccuparci che i pesci siano sempre più spostati dalle aree oceaniche in espansione che sono esaurite in ossigeno.