Un team di ricerca internazionale guidato dal Politecnico di Zurigo ha utilizzato delle misurazioni per dimostrare che gli oceani del mondo hanno assorbito una quantità di CO2 significativamente inferiore al previsto durante l’ondata di calore marino senza precedenti del 2023.
Gli oceani del mondo sono un importante serbatoio di anidride carbonica (CO2). Ad oggi, hanno assorbito circa un quarto delle emissioni di CO2 prodotte dall’uomo nell’atmosfera, stabilizzando così il sistema climatico globale. Senza questa funzione di serbatoio, la concentrazione di CO2 nell’atmosfera sarebbe molto più alta e il riscaldamento globale avrebbe già superato in modo significativo l’obiettivo di 1,5 gradi. Allo stesso tempo, l’oceano assorbe circa il 90% del calore aggiuntivo proveniente dall’atmosfera.
Nel 2023, le temperature superficiali degli oceani del mondo sono aumentate bruscamente e hanno raggiunto livelli record in diverse regioni. Il Pacifico tropicale era molto caldo - a causa di un forte evento El Niño, che inverte le correnti in questa regione oceanica in modo che l’acqua calda di superficie si accumuli al largo delle coste del Sud America e l’acqua più fredda non possa più risalire dagli strati più profondi. Allo stesso tempo, anche gli oceani al di fuori dei tropici si sono riscaldati in modo straordinario, soprattutto l’Atlantico settentrionale.
"Questo improvviso riscaldamento dell’oceano globale, che ha raggiunto nuove temperature record, rappresenta una sfida per la ricerca sul clima, perché in precedenza non era chiaro come avrebbe reagito il pozzo di carbonio marino", spiega Nicolas Gruber, professore di fisica ambientale al Politecnico di Zurigo.
Sulla base delle misurazioni della CO2 oceanica effettuate da una rete di osservazione globale, un team di ricerca internazionale ha analizzato per la prima volta se e come le temperature estreme di due anni fa abbiano influenzato questo serbatoio. Il team è stato guidato dal biogeochimico dell’ETH Jens Daniel Müller, che fino a poco tempo fa era postdoc nel gruppo di Gruber.
In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Climate Change, i ricercatori dimostrano che nel 2023 l’oceano globale ha assorbito quasi un miliardo di tonnellate o circa il dieci per cento in meno di CO2 rispetto a quanto previsto sulla base degli anni precedenti. Ciò corrisponde a circa la metà delle emissioni totali di CO2 dell’UE o a più di 20 volte quelle della Svizzera. "Non è una buona notizia", dice Gruber, "ma la diminuzione è minore di quanto temuto"
L’acqua calda rilascia meno CO2
Il calo non ha sorpreso i ricercatori. Müller spiega perché utilizzando un fenomeno quotidiano: "Quando un bicchiere di acqua gassata si riscalda al sole, la CO2 disciolta fuoriesce nell’aria come gas". Lo stesso accade nel mare.
Il fatto che l’oceano globale abbia assorbito meno CO2 nel caldo anno 2023 è stato principalmente una conseguenza delle alte temperature dell’acqua nelle regioni non tropicali dell’emisfero settentrionale, in particolare nell’Atlantico settentrionale. "Le alte temperature hanno ridotto la solubilità della CO2, che ha portato a un degassamento anomalo di CO2 e ha ridotto la capacità di assorbimento", spiega Müller.
Tuttavia, il fatto che l’oceano assorba o rilasci CO2 non dipende solo dalla temperatura. Se si considera solo la ridotta solubilità della CO2, il degassamento dovuto alle alte temperature del 2023 avrebbe dovuto essere ben dieci volte maggiore. Ciò avrebbe causato il collasso quasi totale del pozzo di carbonio marino globale.
Tuttavia, lo studio mostra che il bacino è diminuito solo moderatamente. Secondo i ricercatori, il motivo risiede nei processi fisici e biologici dell’oceano che contrastano il degassamento della CO2 e sostengono la capacità del pozzo. Ciò accade perché questi processi riducono la concentrazione di carbonio inorganico disciolto (DIC) negli strati vicini alla superficie.
Le forze di compensazione stabilizzano il pozzo
Tre processi fisici e biologici hanno mantenuto il DIC in profondità negli strati vicini alla superficie nel 2023. In primo luogo, la fuga della CO2 stessa. In secondo luogo, una stratificazione più stabile della colonna d’acqua ha impedito all’acqua ricca di CO2 di risalire dagli strati più profondi alla superficie. In terzo luogo, la pompa biologica ha trasportato continuamente il carbonio organicamente legato verso le profondità oceaniche: la pompa biologica è il processo attraverso il quale gli organismi fotosintetici negli strati inondati di luce assorbono e crescono la CO2, quindi muoiono e affondano verso le profondità.
Queste tre forze di compensazione - la fuga di CO2, la stratificazione della colonna d’acqua e la pompa biologica - hanno stabilizzato il bacino di carbonio. "La risposta dell’oceano alle temperature estreme del 2023 può quindi essere intesa come il risultato di un braccio di ferro permanente tra il degassamento indotto dalla temperatura e il contemporaneo esaurimento della CO2 disciolta", spiega Gruber.
Effetto El Niño mascherato
I ricercatori spiegano l’influenza di El Niño del 2023 sul pozzo di carbonio marino in modo simile: durante un El Niño, la circolazione nel Pacifico tropicale si indebolisce in modo che meno acqua fredda e ricca di CO2 salga in superficie. Di conseguenza, il Pacifico tropicale orientale, che rilascia grandi quantità di CO2 nell’atmosfera in anni normali, non ne emette praticamente nessuna durante gli anni di El Niño. El Niño promuove quindi la capacità di assorbimento globale dell’oceano, nonostante il forte riscaldamento.
Questo vale anche per il 2023. "Tuttavia, il forte riscaldamento dell’oceano extratropicale ha annullato l’effetto di El Niño nel Pacifico tropicale", riassume Müller. Infatti, il degassamento di CO2 indotto dalla temperatura è stato così forte, soprattutto nell’Atlantico settentrionale, da mascherare l’assorbimento di CO2 ai tropici. Nel complesso, questo ha portato a una diminuzione del pozzo di carbonio marino nell’anno El Niño 2023.
Per il loro studio, i ricercatori si sono concentrati sull’oceano globale, ma senza l’Oceano Artico e le parti più meridionali dell’Oceano Meridionale. Hanno utilizzato le osservazioni di CO2 provenienti da navi da ricerca, navi da carico e boe di misurazione per creare modelli di distribuzione globale utilizzando i dati satellitari e l’apprendimento automatico. Questo ha permesso di calcolare i flussi di CO2 tra acqua e aria alla superficie del mare.
Il futuro del bacino marino è incerto
Lo studio è uno dei primi a fornire una visione del comportamento di un oceano in fase di riscaldamento sulla base delle osservazioni. "Tuttavia, non possiamo ancora dire con certezza come si svilupperà la capacità di assorbimento in futuro", afferma Müller.
Una cosa è chiara: gli oceani del mondo non si sono praticamente raffreddati dopo le temperature record del 2023. La Terra continua a riscaldarsi. Le ondate di calore sono sempre più frequenti e intense. "Tuttavia, non è chiaro se i meccanismi di compensazione rimarranno efficaci a lungo termine e limiteranno il degassamento legato alla temperatura", sottolinea Gruber.
I due ricercatori ammettono che il serbatoio di carbonio marino potrebbe assorbire meno CO2 in futuro. "Per il momento, tuttavia, l’oceano globale sta ancora assorbendo molta CO2, fortunatamente", afferma Gruber.
Riferimento alla letteratura
Müller JD, Gruber N, Schneuwly A, Bakker DC, Gehlen M, Gregor L, Hauck J,ÖLandschützer P, McKinley GA: Unexpected decline of the ocean carbon sink under record-high sea surface temperatures in 2023, Nature Climate Change, 2 settembre 2025, doi: 10.1038/s41558-025-02380-4
