Perché l’ocean twilight zone è importante?

L’ocean twilight zone fornisce importanti servizi ecosistemici, tra cui il sostegno alle reti alimentari oceaniche e alla pesca commerciale e il trasferimento di anidride carbonica negli oceani profondi.

In che modo i twilight zone supportano le reti alimentari oceaniche?

L’abbondanza di vita nella zona crepuscolare supporta una complessa rete alimentare con connessioni sia all’oceano profondo che alla superficie. Animali morti e “neve” marina-ciuffi di plancton morto, batteri, pellet fecali e altre particelle ricche di carbonio organico—affondano dalle acque superficiali attraverso la zona crepuscolare fino all’oceano profondo, fornendo cibo per gli animali della zona crepuscolare. Alcuni abitanti della zona crepuscolare migrano in superficie per nutrirsi ogni notte, per poi tornare in acque più profonde durante il giorno. Al contrario, la codifica satellitare ha rivelato che balene, tonni, pesci spada, squali e altri predatori migliori si tuffano in profondità nella zona del crepuscolo per nutrirsi. Poiché gli esseri umani apprezzano quei predatori per i loro benefici ecologici, commerciali e nutrizionali, dipendiamo anche dalla zona crepuscolare.

In che modo la zona crepuscolare aiuta a mantenere l’anidride carbonica fuori dall’atmosfera?

L’oceano assorbe circa un quarto dell’anidride carbonica che le attività umane emettono nell’atmosfera. La zona crepuscolare svolge un ruolo importante nel trasferimento del carbonio dalle acque superficiali all’oceano profondo, impedendogli di tornare nell’aria come gas serra che intrappola il calore. Il processo multistep è spesso chiamato “pompa biologica” dell’oceano.”Nelle acque superficiali dove c’è molta luce, minuscoli organismi simili a piante chiamati fitoplancton usano l’energia del sole per trasformare l’anidride carbonica in energia e materia che consente loro di crescere. Il fitoplancton, a sua volta, diventa cibo per piccoli animali noti come zooplancton, che vengono poi mangiati da pesci e altri animali.

Parte del carbonio nelle acque superficiali diventa parte di una sorta di tormenta sottomarina nota come neve marina. Quella “neve”, tuttavia, è costituita da grumi di plancton morto, batteri, pellet fecali e altre particelle ricche di carbonio organico, che forniscono cibo per gli animali della zona crepuscolare.

Un’altra pista veloce per il carbonio in acque più profonde è attraverso la migrazione quotidiana degli animali della zona crepuscolare che si nutrono vicino alla superficie durante la notte, quindi riportano il carbonio nel loro cibo nella zona crepuscolare durante il giorno.

Circa il 90% del carbonio che entra nella zona crepuscolare rimane lì, ma una piccola percentuale di esso affonda nell’oceano profondo quando gli animali muoiono o espellono la materia fecale ricca di carbonio. Una volta lì, può rimanere isolato dall’atmosfera per centinaia o addirittura migliaia di anni.

Perché abbiamo bisogno di saperne di più sui twilight zone il prima possibile?

La ricchezza biologica della zona crepuscolare la rende una potenziale fonte di cibo per sostenere la crescita delle popolazioni umane—e un attraente obiettivo futuro per le operazioni di pesca commerciale intensiva.

Gli organismi della zona crepuscolare che migrano verso le acque superficiali vengono già raccolti su scala industriale dalle flotte pescherecce di paesi come la Norvegia e il Giappone. Ogni anno, le navi officina aspirano una quantità sempre crescente di piccoli crostacei crepuscolari-copepodi e krill. Parte del raccolto va in pasta di pesce per il consumo umano diretto, ma la maggior parte viene macinata in farina di pesce per supportare l’acquacoltura in espansione o trasformata per l’uso in alimenti per animali domestici o in oli “nutraceutici”.

La pesca in acque libere lontano dalla terra è attualmente in gran parte non regolamentata e non sappiamo ancora abbastanza per garantire che l’estrazione potenziale della pesca dalla zona crepuscolare sia sostenibile. Tuttavia, paesi tra cui Norvegia e Pakistan hanno già rilasciato licenze per iniziare la pesca ai confini della realtà. Il lavoro è iniziato nel 2018 delle Nazioni Unite sul Diritto del Mare Convenzione per promuovere la conservazione e l’uso sostenibile della biodiversità marina in aree al di fuori della giurisdizione nazionale, ma gli sforzi finora si sono concentrati sul miglioramento della conservazione della superficie, la pesca d’acqua e le risorse genetiche del fondale, non di twilight zone e per i suoi importanti servizi ecosistemici, che non sono ben compresi.

Di cosa abbiamo ancora bisogno per scoprire i twilight zone?

Per evitare l’impatto della pesca eccessiva—come è già accaduto con alcune attività di pesca costiere come il merluzzo dell’Atlantico nord—occidentale-abbiamo bisogno di saperne di più sugli animali della zona crepuscolare e sulle loro interazioni. Tali informazioni consentirebbero ai responsabili politici di elaborare regolamenti per proteggere gli ecosistemi delle zone crepuscolari e le specie di acque superficiali che dipendono da esse-e potrebbero anche consentire un raccolto sostenibile di alcune specie delle zone crepuscolari. Tra le domande ancora da rispondere ci sono:

• Biomassa e biodiversità: quali specie esistono e in quali quantità?
• Storie di vita e comportamenti: quanto tempo vivono gli organismi della zona crepuscolare? Quanto velocemente crescono? A che età si riproducono?
• Reti alimentari: in che misura i grandi predatori oceanici come balene e tonni dipendono dagli organismi della zona crepuscolare come fonte di cibo?
• Ciclo globale del carbonio: quanto carbonio trasferiscono gli animali della zona crepuscolare nell’oceano profondo attraverso la loro migrazione quotidiana? Quanto carbonio affonda fuori dalla zona crepuscolare in acque più profonde sulla neve marina e in altre forme?

Perché non sappiamo di più sui twilight zone?

I ricercatori hanno già appreso alcune informazioni sulla zona crepuscolare utilizzando immagini acustiche, reti e sommergibili. Ma a differenza dell’oceano di superficie, che è accessibile dalla nave e può essere ripreso da remoto, la zona crepuscolare non è facilmente studiata con il sonar basato sulla nave e non può essere ripresa con la tecnologia satellitare. Copre una vasta area, che si estende in tutto il mondo, e cambia rapidamente come l’acqua e gli animali si muovono. Gli organismi nella zona crepuscolare sono distribuiti in modo non uniforme e sono spesso bravi a evitare reti da navi o telecamere su veicoli sottomarini. Studiare i numerosi organismi gelatinosi della zona crepuscolare come meduse, salpe e sifonofori è particolarmente difficile, perché tendono a cadere a pezzi nelle reti e richiedono un’illuminazione speciale per essere fotografati o filmati.

Quali sono le prospettive per l’esplorazione e la scoperta di twilight zone?

Nel 2018, WHOI ha lanciato un’ambiziosa missione per esplorare e comprendere l’oceano twilight zone, con un finanziamento iniziale di million 35 milioni dal progetto Audacious. Lo sforzo si basa sulla competenza di un team di scienziati e ingegneri, combinando ricerca, nuove tecnologie e ampio coinvolgimento del pubblico.

Gli ingegneri WHOI stanno sviluppando nuove piattaforme e veicoli che miglioreranno la capacità degli scienziati di studiare questa impegnativa regione dell’oceano. Incorporeranno un’acustica all’avanguardia per rilevare gli animali della zona crepuscolare, sistemi di telecamere ad alta risoluzione per osservarne il comportamento, sensori per misurare le condizioni ambientali e dispositivi di campionamento per raccogliere piccoli organismi e acqua per l’analisi. I ricercatori utilizzeranno anche tecniche genetiche e tag satellitari per identificare i punti caldi biologici e comprendere meglio le reti alimentari della zona crepuscolare.

Combinando queste e altre nuove tecnologie con metodi più tradizionali come il sonar a bordo delle navi e i rimorchi a rete, gli scienziati e gli ingegneri di WHOI sperano di far avanzare rapidamente la nostra comprensione della zona crepuscolare e degli animali che vi vivono.