Con la sua alta pressione, l’oscurità e la carenza di nutrienti, il mare profondo non è generalmente un luogo ospitale. Ma in presenza di calore e di un ricco afflusso di fluidi ricchi di energia, come nel caso delle sorgenti idrotermali attive, numerosi pesci, molluschi e microrganismi sono in grado di stabilirsi lì. Ma cosa succede a queste comunità biotiche quando la fonte dei fluidi caldi si esaurisce?
I camini si formano nel corso di lunghi periodi di tempo quando l’acqua di mare filtra attraverso le fessure della crosta terrestre, lì viene riscaldata, quindi si dissolve e assorbe minerali nel suo cammino verso il fondo dell’oceano. Quest’acqua calda, ricca di minerali e spesso fumosa cerca il percorso più permeabile attraverso la crosta terrestre e incontra acqua fredda e ricca di ossigeno sul fondo del mare. Ciò provoca la precipitazione dei minerali, che vengono depositati come camini. Queste sorgenti idrotermali sono habitat ricchi di energia basati sulla chemiosintesi in cui i microrganismi provengono dalla base delle reti alimentari. A seconda della regione, i camini delle infiltrazioni idrotermali contengono minerali come rame, zinco, oro o argento. Di conseguenza, vi è un crescente interesse nello sfruttamento dei fumatori inattivi nelle attività minerarie in acque profonde.
Quando il flusso dei fluidi ricchi di minerali si secca, i fumatori neri diventano inattivi. Gli organismi più grandi migrano verso la bocca successiva, ma le comunità microbiche hanno modi per adattarsi alle nuove condizioni. “Anche quarant’anni dopo la scoperta dei primi campi idrotermali, impariamo costantemente cose nuove su come funzionano questi ecosistemi”, afferma la dott.ssa Florence Schubotz del MARUM – Centro per le scienze ambientali marine dell’Università di Brema, “in particolare relative al quantità di CO2 immagazzinata nei fumatori inattivi, ma anche rispetto al volume della vita microbica, alla sua attività e ai tassi di produzione.”
Determinare quanto densamente vengono colonizzati i fumatori inattivi è l’obiettivo centrale di un progetto di ricerca a cui sta lavorando Schubotz. Il lavoro prevede il campionamento nell’area esatta in cui furono scoperte le prime sorgenti idrotermali nel Pacifico orientale circa quattro decenni fa. “I risultati iniziali indicano che anche i fumatori inattivi sono luoghi importanti per l’attività microbica e la produzione di carbonio organico sul fondo del mare. Stiamo appena iniziando a capire come funziona il ciclo del carbonio nelle profondità marine. È certo che il carbonio è fissato a “Ma”, secondo Schubotz, “non comprendiamo ancora questi ecosistemi abbastanza bene per stimare le magnitudo coinvolte.” Ampie aree del fondale oceanico non sono state ancora studiate e sistemi idrotermali ancora sconosciuti attendono di essere scoperti.
Ogni centro di diffusione ai confini della placca è una potenziale area di colonizzazione. I campioni provenienti dal Pacifico orientale forniranno un buon punto di partenza, perché esiste già una buona comprensione dell’entità delle comunità microbiche in questa località. Il team internazionale ha quindi analizzato campioni di fumatori attivi e inattivi e li ha confrontati tra loro.
Il team ha ottenuto i campioni durante tre spedizioni nel 2019 e nel 2021, in parte con l’aiuto del veicolo di ricerca sommergibile con equipaggio Alvin, dall’East Pacific Rise (9 gradi nord), una dorsale oceanica al confine della placca del Pacifico. Il loro obiettivo è comprendere meglio l’ecosistema delle profondità marine e le interazioni tra vari organismi e calcolare per la prima volta come i tassi metabolici cambiano dai sistemi attivi a quelli inattivi. “Senza questo tipo di dati”, secondo la pubblicazione, “la nostra comprensione dei cicli degli elementi nell’ecosistema dei camini inattivi e della loro possibile influenza sulla biochimica delle profondità marine rimane incompleta”. Il team sottolinea che tali indagini sono essenziali prima che si possa prendere qualsiasi decisione sull’estrazione mineraria in acque profonde.
La biogeochimica del fondale marino e le interazioni degli ecosistemi marini con l’ambiente sono anche uno dei temi centrali della ricerca all’interno del cluster di eccellenza “The Ocean Floor – Earth’s Uncharted Interface”.
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