Sotto le spiagge sabbiose, i microbi filtrano le sostanze chimiche dalle falde acquifere e salvaguardano la salute degli oceani. Uno studio condotto da Stanford rivela che le onde delle scarpe da ginnastica forniscono una lente per esplorare gli impatti imminenti dell’innalzamento del livello del mare sull’idrologia, sulla chimica e sulla microbiologia delle spiagge.
Un mondo nascosto brulicante di vita si trova sotto la sabbia della spiaggia. Una nuova ricerca condotta da Stanford fa luce su come le comunità microbiche nelle acque sotterranee costiere rispondono alle infiltrazioni di acqua di mare. Lo studio, pubblicato il 22 dicembre in Microbiologia ambientalerivela la diversità della vita microbica che popola questi ecosistemi critici e cosa potrebbe accadere se venissero inondati dall’innalzamento del livello del mare.
“Le spiagge possono agire come un filtro tra terra e mare, trattando le acque sotterranee e le sostanze chimiche associate prima che raggiungano l’oceano”, ha detto la coautrice dello studio Jessica Bullington, Ph.D. studente di Scienze del sistema Terra presso la Stanford Doerr School of Sustainability. “Comprendere come funzionano questi ecosistemi è fondamentale per salvaguardare i loro servizi di fronte all’innalzamento del livello del mare”.
Il gruppo di ricerca ha condotto lo studio intensivo a Stinson Beach, a nord di San Francisco. Stinson Beach è rappresentativa di una spiaggia “ad alta energia”, che ha solo una manciata di documenti precedenti sul microbioma in tutto il mondo.
Guardiani microbici
Le comunità microbiche che vivono nelle acque sotterranee all’interno della sabbia delle spiagge svolgono un ruolo cruciale nel mantenimento della qualità delle acque costiere. Questi microbi aiutano ad abbattere le sostanze chimiche, compresi i nutrienti in eccesso come l’azoto, che possono provenire da fonti naturali, come la materia vegetale in decomposizione, o da fonti umane, come il deflusso agricolo e le acque reflue.
Per comprendere meglio le dinamiche di questo sistema di filtraggio microbico, il gruppo di ricerca si è diretto a Stinson Beach. Per due settimane, sia durante la stagione umida che secca, hanno raccolto campioni dall’estuario sotterraneo della spiaggia 24 ore su 24 per catturare i cambiamenti delle maree. Quindi, i ricercatori hanno analizzato il DNA microbico utilizzando tecniche avanzate di sequenziamento genetico. Questo approccio, il primo del suo genere in un arco di tempo così breve, ha fornito informazioni senza precedenti sulla composizione e sulla stabilità della comunità microbica.
I ricercatori hanno scoperto che le comunità microbiche sono rimaste relativamente stabili nonostante il cambiamento delle condizioni delle maree e delle stagioni. Tuttavia, un evento di superamento delle onde – quando l’acqua di mare si è riversata nella falda acquifera a causa di onde ad alta energia – ha causato cambiamenti significativi nella composizione microbica. Si prevede che tali disturbi diventeranno più frequenti con l’innalzamento del livello del mare e le mareggiate, rendendo più difficile per i microbi svolgere il loro lavoro di purificazione dell’acqua.
“Questi microbi vivono in comunità complesse, molte delle quali con ruoli specializzati che includono l’elaborazione dei nutrienti e persino la produzione o il consumo di gas serra”, ha affermato il co-autore senior Christopher Francis, professore di scienza del sistema Terra e degli oceani alla Stanford Doerr School of Sustainability. “La resilienza della comunità microbica in condizioni tipiche è incoraggiante, ma disturbi come il superamento delle onde evidenziano la loro vulnerabilità ai cambiamenti climatici”, ha affermato la co-autrice Katie Langenfeld, studiosa post-dottorato in ingegneria civile e ambientale a Stanford al momento della ricerca e attuale borsista post-dottorato presso l’Università del Michigan.
Implicazioni per la resilienza costiera
I risultati dello studio stabiliscono una base fondamentale per comprendere come funzionano gli estuari sotterranei e come rispondono ai cambiamenti ambientali. Con l’innalzamento del livello del mare, le sabbie delle spiagge verranno spinte verso l’interno o verranno erose, alterando l’idrologia, la chimica e la composizione microbica delle acque sotterranee.
La ricerca aggiunge un tassello cruciale al puzzle della resilienza costiera. Evidenziando l’interazione tra la dinamica microbica e i processi fisici come l’azione delle onde, lo studio mette in discussione i cambiamenti imminenti nelle acque sotterranee costiere. Secondo i ricercatori, i politici e i pianificatori costieri dovrebbero considerare il ruolo di questi ecosistemi nascosti quando progettano strategie per gestire l’innalzamento del livello del mare.
“Facciamo affidamento su queste comunità microbiche per il ciclo biogeochimico essenziale all’interfaccia terra-mare”, ha affermato la co-autrice senior Alexandria Boehm, professoressa di studi ambientali Richard e Rhoda Goldman presso la Stanford Doerr School of Sustainability e la Stanford School of Engineering. “Se la loro capacità diminuisce a causa degli impatti climatici, potremmo vedere effetti a cascata sulla qualità delle acque costiere e sulla vita marina”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
