[12/10/2010] News
L'accelerazione del ciclo dell'azoto, di origine antropica, ha effetti irreversibili per l'ecosistema
NAPOLI. L'atmosfera terrestre, si sa, è composta essenzialmente di azoto: le molecole di questo gas (N2) la riempiono per oltre tre quarti (78%). Nella Terra primordiale la presenza in atmosfera dell'azoto era controllata, essenzialmente, dai processi geologici e da reazioni aeree. Circa 2,7 miliardi di anni fa, tuttavia, è entrato pesantemente in gioco un nuovo protagonista, la vita. Alcuni tipi di batteri, in particolare, sono intervenuti nel «ciclo dell'azoto», lo hanno potenziato e stabilizzato.
Il lavoro dei batteri e, oggi, delle piante che controllano il ciclo dell'azoto è preziosissimo. Perché consente di attingere una risorsa preziosa per la vita stessa (gli atomi di azoto) da una molecola pressoché inerte, l'azoto molecolare che fluttua libera e abbondante in atmosfera. Sappiamo che le molecole biologiche sono costituite soprattutto da carbonio. Ma l'azoto ha un ruolo da protagonista nel gioco biochimico.
Si calcola che in ogni cellula, per ogni 100 atomi di carbonio, ve ne siano infatti tra 2 e 20 di azoto. Lo troviamo, l'azoto, in abbondanza tanto negli amminoacidi (e dunque nelle proteine), quanto negli acidi nucleici (Dna, Rna). In pratica, non c'è vita senza azoto.
Il ciclo che trasporta il prezioso atomo dall'atmosfera agli organismi viventi e viceversa consiste, essenzialmente ma non solo, nel ridurre l'azoto molecolare presente nell'aria a ioni ammonio (NH4+), che entrano poi in molte reazioni biologiche. Alla morte degli organismi, l'azoto "biologico" si ossida e torna in atmosfera come ione NO2-, dove poi, attraverso un'altra serie di reazioni, viene trasformato nella stabile molecola N2.
Questo ciclo è sostanzialmente stabile, dicevamo, da almeno 2,7 miliardi di anni. Tuttavia, come sostengono Donald E. Canfield, Alexander N. Blazer e Paul G. Falkowski in un articolo sull'ultimo numero della rivista Science, è stato fortemente perturbato - anzi, distrutto - dalle attività umane negli ultimi cento anni. Se qualcuno avesse ancora dubbi sul fatto che l'uomo è diventato un attore ecologico globale è bene che li fughi, studiando la storia del «ciclo dell'azoto».
Non è la prima volta che il ciclo dell'azoto viene fortemente perturbato. Ogni volta, però, la forte perturbazione ha prodotto cambiamenti importanti sia degli ecosistemi (nascita e morte di specie viventi) sia degli altri cicli biogeochimici. C'è da attendersi che ciò avvenga anche con questo nuovo, significativo cambiamento. E, in realtà, qualcosa di significativo sta già avvenendo.
La perturbazione a opera dell'uomo è avvenuta attraverso tre modalità: l'utilizzo di metodi industriali per la riduzione dell'azoto molecolare (in pratica, l'uso dei fertilizzanti chimici), da nuove pratica agricole per la produzione intensiva di cereali e dall'uso dei combustibili fossili. In pratica la fissazione dell'azoto è raddoppiata, rispetto all'antico ciclo naturale.
Gli effetti ecologici di questo brusco cambiamento del ciclo dell'azoto sono diversi ed evidenti: per esempio l'eutrofizzazione delle acque lacustri e dei mari lungo le coste. Certo, non tutti gli effetti sono ancora noti. Ma è certo che la perturbazione ha determinato mutamenti nel sistema climatico, con una netta impennata anche della concentrazione di ossido nitroso (N2O) in atmosfera. Quest'ossido è un potente gas serra. In pratica, l'accelerazione del ciclo dell'azoto a opera dell'uomo ha degli effetti anche sull'aumento della temperatura media del pianeta e, dunque, sui cambiamenti del clima.
È possibile ridurre "l'impatto umano sul ciclo dell'azoto"? I tre studiosi dicono di sì: diminuendo l'uso dei fertilizzanti, aumentando la rotazione delle colture, usando piante ogm che non hanno meno bisogno di fertilizzanti. Ma per quanti sforzi faremo, sostengono, difficilmente potremo tornare alla condizione pre-industriale. E dunque perturbando quello dell'azoto l'uomo ha prodotto una transizione irreversibile nel sistema biogeochimici dell'ecosistema Terra.