Il carbonio è il quarto elemento chimico più diffuso nell’universo osservabile in termini di massa, dopo idrogeno, elio e ossigeno. È il fondamento di tutta la vita sulla Terra. Il carbonio si trova in abbondanza nel sole, nelle stelle, nelle comete e nell’atmosfera della maggior parte dei pianeti. Questo elemento è presente anche nella nostra atmosfera sotto forma di anidride carbonica (CO₂). Il carbonio contribuisce a regolare la temperatura terrestre, permette la vita, è un componente essenziale del cibo che consumiamo e fornisce un’importante fonte di energia che alimenta la nostra economia globale.
Sulla Terra, il carbonio è immagazzinato in rocce e sedimenti, mentre la parte rimanente si trova nell’oceano, nell’atmosfera e negli organismi viventi. Dato che l’oceano contiene 50 volte più carbonio dell’atmosfera, svolge un ruolo fondamentale nello stoccaggio globale del carbonio. Il carbonio può essere rapidamente trasferito tra le acque superficiali dell’oceano e l’atmosfera, ma lo stoccaggio del carbonio nelle profondità marine può durare per generazioni.
A causa del suo ruolo significativo sia nel cambiamento climatico che nell’aumento dell’effetto serra, la CO₂ è il gas serra più preoccupante. Per monitorarne la presenza e le fluttuazioni nell’atmosfera, gli scienziati hanno studiato attentamente la CO₂ come parte del ciclo del carbonio, una complessa serie di processi in cui l’atomo di carbonio si sposta tra diverse riserve.
Negli ultimi 200 anni, attività umane come la produzione di cemento, la combustione di combustibili fossili e l’agricoltura intensiva hanno portato a un aumento di oltre il 35% della CO₂ atmosferica. Tuttavia, questo aumento sarebbe stato ancora maggiore se l’oceano non avesse assorbito una parte significativa della CO₂ antropogenica. Le preoccupazioni relative all’effetto serra e al riscaldamento globale hanno spinto i ricercatori ad approfondire la comprensione del ruolo dell’oceano nel ciclo globale del carbonio.
Le alghe, alcuni degli organismi a più rapida crescita del pianeta, svolgono un ruolo chiave in questo contesto. La produzione di alghe contribuisce alla riduzione dei gas serra (GHG) in diversi modi. Durante la crescita, le alghe assorbono CO₂ dall’atmosfera e la convertono in biomassa.
Attraverso la fotosintesi, le alghe assorbono CO₂ atmosferica ed energia solare, rilasciando ossigeno nell’ambiente. Proprio come le foreste terrestri, le foreste di alghe sostengono ecosistemi vivaci e diversificati che forniscono cibo, riparo e ossigeno a migliaia di specie marine, tra cui leoni marini, aringhe e lontre di mare. Inoltre, le imponenti chiome di alghe possono aumentare i livelli di pH locali, proteggendo così la vita marina dagli effetti nocivi dell’acidificazione degli oceani.
Le alghe sono uno strumento di sequestro del carbonio potente e scalabile, in grado di assorbire più carbonio per chilometro quadrato rispetto a molti ecosistemi forestali. La maggior parte della CO₂ assorbita dalle alghe durante la fotosintesi viene immagazzinata nei loro tessuti. Mentre parte di questo carbonio ritorna nel ciclo quando consumato o decomposto, una parte considerevole viene trasportata dalle correnti oceaniche lontano dalla costa. Parte di questo materiale affonda e rimane sepolto nei sedimenti delle profondità marine, un processo che sequestra il carbonio per migliaia di anni.
Secondo gli studi, se solo lo 0,03% della superficie oceanica fosse utilizzato per la coltivazione di alghe, si potrebbero potenzialmente rimuovere circa 135 milioni di tonnellate di CO₂ dall’acqua ogni anno. Oltre alla mitigazione del carbonio, la biomassa di alghe può essere utilizzata per produrre tessuti, bioplastiche, fertilizzanti organici, mangimi per animali a riduzione di metano, combustibili alternativi e vari altri prodotti a basse emissioni di carbonio. Può anche migliorare la qualità del suolo, riducendo così le emissioni dei terreni agricoli. Inoltre, se utilizzata nei mangimi per animali, contribuisce a ridurre le emissioni di metano del bestiame.
Le alghe offrono una vasta gamma di servizi ecologici. Questi includono sia funzioni di supporto che di regolazione, cruciali per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici. Agiscono come cuscinetto naturale contro gli eventi meteorologici estremi, intensificati dai cambiamenti climatici. Le loro foreste sottomarine riducono l’energia delle onde e proteggono le zone costiere dall’erosione, svolgendo un ruolo prezioso nella riduzione del rischio di catastrofi naturali.
Fungendo da habitat, area di alimentazione e vivaio, le alghe sostengono una varietà di forme di vita marina, tra cui pesci, invertebrati e persino uccelli marini, migliorando così la biodiversità marina. Inoltre, le alghe contribuiscono a contrastare l’eutrofizzazione costiera e l’inquinamento delle acque assorbendo nutrienti in eccesso come azoto e fosforo, spesso responsabili di proliferazioni algali dannose. Questa funzione di purificazione contribuisce a ripristinare l’equilibrio biologico negli ecosistemi marini.
Dal punto di vista economico, le alghe rivestono un ruolo importante nell’emergente “economia blu”. La loro crescente domanda e i costi di produzione relativamente bassi rendono la coltivazione di alghe un’attività economicamente sostenibile e redditizia per le comunità costiere. Sostiene i mezzi di sussistenza locali, promuove la sicurezza alimentare e genera opportunità di lavoro. Inoltre, le alghe sono già state inserite nei programmi “Blue Carbon” in paesi come la Corea del Sud per contribuire al raggiungimento degli obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio. L’aumento della coltivazione globale di alghe potrebbe contribuire in modo significativo alla mitigazione del clima, sostituendo le colture ad alte emissioni.