Le zone morte: 3.Le isole della “monnezza”. Il caso della plastica neustonica* nei giri oceanici.

a cura di C. Della Volpe

 *neuston=organismi microscopici galleggianti

Il più esteso deposito planetario di immondizia, ricoprente una superficie di milioni di chilometri quadri e contenente una quantità di detriti molto grande ma difficilmente stimabile con precisione, si trova suddiviso in almeno 2 dei 5 più grandi “giri” oceanici, ossia quelle zone di Oceano che grazie all’azione combinata del vento e dell’effetto Coriolis, sono circondate da grandi movimenti circolari di corrente marina e che si trovano a latitudini medie su tutto il pianeta.

L’11 aprile prossimo all’Unesco di Parigi e su proposta di un’artista italiana, Maria Cristina Finucci, lucchese di 56 anni che vive a Madrid, e con il patrocinio del ministero italiano dell’Ambiente e dell’università veneziana Ca’ Foscari, le isole della “monnezza”  saranno riconosciute ufficialmente, con una installazione-performance, che le elencherà nei nuovi territori del pianeta.

Le nuove isole non sono territori molto solidi, perchè in realtà sono costituite da un numero estremamente elevato di  pezzi di plastica “neustonica”, galleggiante, di ogni dimensione prodotti dalla distruzione di tutti i detriti di plastica di ogni tipo che per i più vari motivi, dall’incuria all’incidente, alla discarica abusiva, si riversano negli oceani del mondo, un fenomeno segnalato in varie forme fin dagli anni 70.

Cominciamo dall’inizio; cosa sono i “giri” subtropicali?

Si tratta di uno dei principali meccanismi di movimento delle acque degli oceani terrestri; il clima è una gigantesca macchina termica che ripartisce il flusso di energia radiante, ricevuto dal Sole e distribuito con un forte gradiente fra l’equatore e i poli, su tutta la Terra. La principale struttura climatica è la cosiddetta InterConvergence Tropical Zone, ossia quella fascia di territorio che oscilla nella zona tropicale col susseguirsi delle stagioni e lungo la quale si verificano i principali effetti di convezione; a Nord e a Sud di essa si estendono le celle di Hadley, immani strutture convettive che trasportano materia ed energia fra l’equatore e le fasce a 30° Nord e Sud; sotto la loro zona discendente si trovano i principali deserti del pianeta.

la struttura convettiva dell'atmosfera

la struttura convettiva dell’atmosfera

Appena più a Nord e a Sud si stendono altre celle convettive che prendono il nome di celle di Ferrel; queste strutture dominano il comportamento dell’atmosfera e dell’Oceano. I venti che corrono lungo la parte bassa di ciascuna di queste strutture  controllano il nostro clima e anche i nostri comportamenti pratici.  A questo aggiungete che i moti delle masse d’aria vengono deformati dall’azione dell’effetto Coriolis, ossia in pratica dell’effetto di inerzia del moto sulla superficie di una sfera ruotante; per esempio le masse d’aria che tornano a bassa quota da Nord e da Sud verso l’equatore rimangono indietro rispetto alla rotazione del pianeta che è sempre più veloce man mano che si scende verso l’equatore medesimo e quindi vengono deviate verso Ovest; quindi i venti dominanti in queste zone, i venti del commercio, vanno sempre da Est verso Ovest (o venti alisei da NE a SO nell’emisfero Nord e da SE a NO in quello Sud), hanno deciso per secoli i percorsi delle nostre navi a vela, prima che il vapore e il petrolio le liberasse dall’incomodo. Questi venti contribuiscono a spostare grandi masse d’acqua, ma sempre a causa dell’effetto Coriolis le cose non vanno affatto in modo intuitivo. Di questo strano effetto di interazione fra vento e oceano se ne accorse l’esploratore norvegese Fridtjof Nansen scienziato ed esploratore, premio nobel per la pace 1922, che durante un viaggio di esplorazione al polo Nord si rese conto che la sua nave incastrata nel pack, nel ghiaccio galleggiante non seguiva esattamente il senso del vento ma deviava parecchi gradi a destra; successivamente il fisico oceanografico Ekman propose che fosse effetto della “forza” di Coriolis, ossia sempre dell’inerzia applicata ad un sistema ruotante, capace di spostare nella media il flusso di materia di circa 90° passando dall’aria all’oceano.

L’effetto complessivo di questi fenomeni meccanici è grandioso e genera un sistema complesso di correnti subtropicali che trasportano materia ed energia per decine di migliaia di chilometri; in particolare i cinque giri subropicali principali sono fra l’altro parte di un nastro di trasporto a scala planetaria che concentra le acque al proprio interno, costringendole lentamente ad immergersi (downwelling) mentre all’equatore il medesimo effetto le aspira come una pompa gigantesca dalle profondità dell’oceano (upwelling).

i 5 principali "giri" subtropicali.

i 5 principali “giri” subtropicali.

Quando racconto queste cose ai miei studenti del corso di Fisica e Chimica del clima mi sento sempre prendere da una grande ammirazione ed emozione, che vedo riflessa nei loro occhi: sono fenomeni che ci trascendono, eppure li abbiamo compresi e possiamo ammirarli grazie alla nostra intelligenza e tenacia; ma forse questo non basta per rispettarli.

L’effetto complessivo di venti e correnti è di creare al centro di ogni giro un accumulo di acqua, che puo’ superare di un paio di metri il livello medio dell’oceano; in questo modo un flusso continuo di materia ed energia si riversa dall’equatore verso le zone più a nord trasportando un flusso di nutrienti che sostiene una vastissima comunità ecologica, giocando un ruolo insostituibile nel ciclo planetario del carbonio e di altri nutrienti.

Il Sargasso

Il Sargasso

IL Mar dei Sargassi

IL Mar dei Sargassi

Nel giro del Nord Atlantico il flusso del giro concentra al proprio interno le alghe galleggianti del genere Sargassum e questo ha dato per secoli il nome a quell’area dell’Oceano, il mar dei Sargassi, che appare a volte come una vera e propria prateria di alghe galleggianti. In quella prateria le anguille sono tornate per milioni di anni a riprodursi.

Ebbene l’uomo si è inserito in questo flusso in modo del tutto inatteso.

Già nel 1972 E.J. Carpenter su Science scriveva:

Plastic particles, in concentrations averaging 3500 pieces and 290 grams per square kilometer, are widespread in the western Sargasso Sea. Pieces are brittle, apparently due to the weathering of the plasticizers, and many are in a pellet shape about 0.25 to 0.5 centimeters in diameter. The particles are surfaces for the attachment of diatoms and hydroids. Increasing production of plastics, combined with present waste-disposal practices, will undoubtedly lead to increases in the concentration of these particles. Plastics could be a source of some of the polychlorinated biphenyls recently observed in oceanic organisms.

A distanza di oltre 40 anni la sua previsione si è avverata, come dimostrano i dati pubblicati recentemente sulla stessa rivista da Kara Lavender :

Plastic marine pollution is a major environmental concern, yet a quantitative description of the scope of this problem in the open ocean is lacking. Here, we present a time series of plastic content at the surface of the western North Atlantic Ocean and Caribbean Sea from 1986 to 2008. More than 60% of 6136 surface plankton net tows collected buoyant plastic pieces, typically millimeters in size. The highest concentration of plastic debris was observed in subtropical latitudes and associated with the observed large-scale convergence in surface currents predicted by Ekman dynamics. Despite a rapid increase in plastic production and disposal during this time period, no trend in plastic concentration was observed in the region of highest accumulation.

Questa ultima osservazione della Lavender non mi meraviglia affatto, perchè il giro del nord atlantico è sede come dicevo prima di un effetto di downwelling, ossia di immersione di acqua fredda e salata; buona parte dei rifiuti di plastica raggiungono così le parti profonde dell’oceano.

Dall’altro lato della Terra nel grande oceano Pacifico avviene una cosa analoga; il capitano Charles Moore scopritore del Great Pacific Garbage Patch, in un articolo per Natural History magazine nel 1993 scrive:

“So on the way back to our home port in Long Beach, California, we decided to take a shortcut through the gyre, which few seafarers ever cross. Fishermen shun it because its waters lack the nutrients to support an abundant catch. Sailors dodge it because it lacks the wind to propel their sailboats.
“Yet as I gazed from the deck at the surface of what ought to have been a pristine ocean, I was confronted, as far as the eye could see, with the sight of plastic.
“It seemed unbelievable, but I never found a clear spot. In the week it took to cross the subtropical high, no matter what time of day I looked, plastic debris was floating everywhere: bottles, bottle caps, wrappers, fragments. Months later, after I discussed what I had seen with the oceanographer Curtis Ebbesmeyer, perhaps the world’s leading expert on flotsam, he began referring to the area as the ‘eastern garbage patch.'”

northpacifycgyreArea sampled by Robert Day and others in the late 1980’s. (Day, R. H., Shaw, D. G., Ignell, S. E., 1990. The quantitative distribution and characteristics of neuston plastic in the North Pacific Ocean, 1984-1988. In Proceedings of the Second International Conference on Marine Debris, eds. R. S. Shomura and M. L. Godfrey.)

maremotomodelloModello dei detriti scaricati in oceano dallo tsunami del 3 aprile 2012 ; by Nikolai Maximenko from the International Pacific Research Center

Ma non solo i giri oceanici sono soggetti a questo problema, ma anche i mari chiusi come il nostro Mediterraneo; sulla pagina di http://www.expeditionmed.eu/fr/ si possono trovare dati impressionanti rilevati dalla Marina Francese sia della plastica neustonica mediterranea che dei problemi causati alla fauna.

la plastica neustonica mediterranea rilevata dalla Marina Francese

la plastica neustonica mediterranea rilevata dalla Marina Francese

La natura pratica del mondo anglosassone ha concepito un termine preciso per indicare questo tipo di inquinamento: marine debris, che si potrebbe tradurre come rifiuti marini; ormai ci sono pagine web (http://marinedebris.noaa.gov/), blogs, libri, programmi di ricerca su quello che è diventato un fenomeno estremamente importante e che riguarda non solo i giri oceanici ma anche le coste e ovviamente alcune zone dei fondali oceanici.

Quali sono le conseguenze più importanti del fenomeno?

La plastica è un materiale meccanicamente resistente, ma fotodegradabile e spesso contenente altri materiali e componenti, fra i quali molecole a forte potenziale inquinante e bioinquinante perchè dotate di effetti di tipo endocrino; inoltre la densità della plastica è tale da mantenerla a lungo in galleggiamento o comunque nelle zone superficiali dell’oceano, dove la vita e le sue attività fervono; i colori e l’apparenza e le dimensioni che i detriti di plastica assumono nel tempo ne fanno dei simulacri di alcuni esseri viventi, per esempio i sacchetti di plastica assomigliano alle meduse che le tartarughe marine mangiano; in altri casi le dimensioni li rendono simili a plancton o al cibo degli uccelli marini con conseguenze mostruose.uccello tarta

Col tempo, sotto l’azione di sole e vento,  tutta la plastica scaricata in mare diventa un microdetrito con dimensioni sempre più piccole.

In realtà abbiamo appena cominciato a studiare gli effetti di questo inquinamento sull’ambiente marino e non sappiamo con precisione nemmeno quanti detriti di plastica vengano scaricati in mare, ragionevolmente l’ordine di grandezza è di molte decine di milioni di ton all’anno, una quantità enorme, soprattutto data la durata del materiale nel ciclo naturale.

I componenti della plastica, anche quelli ad azione endocrina, possono cosi’ entrare nel ciclo del cibo ed essere assorbiti prima dalle creature marine e poi anche dai loro predatori; e teniamo presente che il superpredatore per eccellenza siamo noi uomini; in questo modo stiamo esponendo la biosfera e noi stessi ad un inquinamento enorme con effetti imprevedibili.

C’è modo di recuperare i detriti dall’ambiente marino? Beh certo è possibile recuperare i detriti più grandi, ma a prezzo di una enorme spesa energetica poichè occorre filtrare una gran quantità di acqua; i detriti più piccoli poi acquistano come detto le dimensioni del plancton o addirittura inferiori; a questo punto diventa impossibile eliminarli perchè a parte il costo energetico si rischia di filtrare anche gli esseri viventi; e quindi la migliore forma di controllo è di evitare di immetterli in mare, ma anche nei fiumi da cui poi raggiungerebbero sempre il mare; insomma non scaricare i nostri detriti in mare, riciclare i rifiuti, chiudere il ciclo dei materiali che noi stessi abbiamo prodotto o attraverso il riuso, o attraverso il riciclo o attraverso la deposizione in ambienti controllati (discariche) o nel caso peggiore negli inceneritori, ma sinceramente non credo che questa ultima sia una buona idea.

Anche in questo caso dunque si tratta di una forma di inquinamento “chimico” che ha prodotto zone morte di difficile recupero, anche qui la cosa migliore è prevenire evitando che l’attività dell’industria chimica coroni in un folle e insostenibile scarico ambientale. Certo non possiamo indicare l’industria come responsabile diretto se non in casi particolari (trasporti insicuri di grandi quantità di prodotti plastici), ma certamente le enormi quantità di plastica prodotta e le deboli regole che sono state in vigore e sono ancora in vigore in molte parti del mondo non garantiscono nulla, prima di tutto non garantiscono i nostri discendenti dagli effetti della nostra dabbennagine. Inoltre molti additivi considerati sicuri in un uso controllato del materiale plastico si rivelano tragici inquinanti quando il materiale sia disperso e quindi dovrebbero essere sempre ridotti e possibilmente evitati; c’è ancora molto da fare per affrontare gli effetti della plastica neustonica; buon lavoro chimici.

Per approfondire.

http://en.wikipedia.org/wiki/Great_Pacific_Garbage_Patch

http://en.wikipedia.org/wiki/North_Atlantic_Garbage_Patch

http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/great-pacific-garbage-patch/?ar_a=1

http://en.wikipedia.org/wiki/Ekman_spiral

http://www.sea.edu/plastics/

http://www.algalita.org/uploads/2012_asia_pacific_expedition_report.pdf

http://www.sciencemag.org/content/175/4027/1240.abstract

Kara Lavender Law et al. Plastic Accumulation in the North Atlantic Subtropical Gyre, Science 329, 1185 (2010); DOI: 10.1126/science.1192321E.J. Carpenter

E.J. Carpenter et al. Plastics on the Sargasso Sea Surface, Science Vol. 175 no. 4027 pp. 1240-1241 (1972) DOI: 10.1126/science.175.4027.1240

J.B. Colton et al. Plastic Particles in Surface Waters of the Northwestern Atlantic Science : Vol. 185 no. 4150 pp. 491497(1974) DOI:10.1126/science.185.4150.491

Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife Phil Trans R Soc B 27 July 2009: 2027-2045.

Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments Phil Trans R Soc B 27 July 2009: 1985-1998.

Lost at Sea: Where Is All the Plastic? Science 7 May 2004: 838.

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