Mercury isotopes uncover climate-driven exposure pathways in Arctic food webs

L'Artico si sta riscaldando più velocemente di qualsiasi altra parte della Terra, un cambiamento che sta sciogliendo il ghiaccio marino, scongelando il suolo ghiacciato e alterando le correnti oceaniche. Questi cambiamenti fisici non stanno solo rimodellando il paesaggio; stanno anche rimobilizzando inquinanti antichi intrappolati nel ghiaccio e nel suolo per secoli. Uno dei più preoccupanti di questi inquinanti è il mercurio, un metallo tossico che entra nella catena alimentare e si accumula nei corpi di animali e persone. Sebbene gli sforzi globali abbiano ridotto con successo la quantità di mercurio rilasciata nell'atmosfera da fabbriche e miniere, i livelli di questa tossina nella fauna selvatica dell'Artico non stanno diminuendo come previsto. In alcuni luoghi, sono addirittura in aumento. Questa discrepanza ha lasciato gli scienziati perplessi: se l'aria sta diventando più pulita, perché gli animali si stanno ammalando? La risposta risiede nel comprendere come il mercurio si muove attraverso l'ambiente, come cambia forma e come il cambiamento climatico stia aprendo nuove porte per l'ingresso di questo veleno nella rete alimentare.

Per risolvere questo mistero, i ricercatori si sono rivolti a uno strumento unico: le impronte chimiche lasciate dagli atomi di mercurio. Il mercurio esiste in diverse versioni leggermente differenti, chiamate isotopi, che agiscono come etichette distinte. Alcune di queste etichette vengono alterate quando il mercurio è esposto alla luce solare, mentre altre cambiano quando viene elaborato da piante o batteri. Misurando queste sottili differenze nel tessuto muscolare delle foche anellate, una specie chiave presente in tutto l'Artico, gli scienziati possono tracciare esattamente da dove proveniva il mercurio e quale percorso ha seguito prima di raggiungere l'animale. Questo studio, il primo del genere in grado di confrontare queste firme isotopiche in tutta la regione artica, rivela che la fonte del mercurio non è uniforme. Al contrario, dipende fortemente dal fatto che la foca viva in un'area dominata dal deflusso terrestre o dalle correnti oceaniche.

I ricercatori hanno analizzato campioni di muscolo di 232 foche anellate raccolte tra il 2014 e il 2024 in otto diverse località, che spaziano dall'Alaska e il Canada fino alla Groenlandia e lo Svalbard. Hanno riscontrato una netta divisione nei dati. Le foche che vivono nell'Alto Artico canadese e nel nord della Groenlandia trasportavano i livelli più elevati di mercurio. Questi animali mostravano anche una specifica firma chimica che indicava che il mercurio era passato attraverso la terraferma. Era stato depositato dall'aria sulla tundra, assorbito dalle piante e congelato nel suolo, per poi essere lavato nell'oceano dai fiumi man mano che il permafrost si scioglieva. Poiché questo mercurio era stato elaborato dalla terra e non era stato molto esposto alla luce solare nell'acqua, le sue etichette chimiche rimanevano distinte. Al contrario, le foche dello Svalbard occidentale e di parti della Groenlandia avevano livelli di mercurio molto più bassi. Le loro firme chimiche raccontavano una storia diversa: questo mercurio aveva viaggiato per lunghe distanze attraverso l'oceano, trasportato da correnti calde che fluivano verso nord dall'Atlantico. Questo mercurio oceanico era stato esposto a più luce solare ed era stato elaborato diversamente prima di entrare nella rete alimentare.

Lo studio esclude esplicitamente l'idea che queste differenze siano causate da ciò che le foche mangiano. Sebbene la dieta possa influenzare le firme chimiche, i modelli osservati erano troppo ampi e troppo coerenti con la geografia oceanica per essere spiegati solo dalle scelte alimentari. I ricercatori hanno inoltre scoperto che le foche nell'Alto Artico non stavano semplicemente mangiando più mercurio perché si trovavano più in alto nella catena alimentare; la fonte del mercurio stesso era diversa. Gli alti livelli nelle foche canadesi e della Groenlandia sono guidati dal rilascio di mercurio "legacy" (ereditato) conservato nel suolo, un processo accelerato dal cambiamento climatico. Mentre il terreno si scongela e i fiumi scorrono con maggiore intensità, questo veleno immagazzinato viene espulso nelle acque costiere, dove viene rapidamente assorbito da minuscoli organismi e trasmesso risalendo la catena fino alle foche.

Guardando al futuro, i ricercatori hanno utilizzato modelli informatici per simulare come l'Oceano Artico potrebbe cambiare entro la fine del secolo. Queste simulazioni suggeriscono che la situazione potrebbe peggiorare. Man mano che il clima continua a riscaldarsi, lo scongelamento del permafrost rilascerà probabilmente ancora più mercurio dalla terraferma nei fiumi. Allo stesso tempo, i cambiamenti nella circolazione oceanica, come l'indebolimento delle grandi correnti che attualmente mantengono alcune aree fresche, potrebbero alterare il modo in cui questo mercurio viene distribuito. Se le correnti oceaniche dovessero cambiare, aree che sono attualmente sicure potrebbero iniziare a ricevere carichi più elevati di mercurio dalla terraferma, mentre altre regioni potrebbero vedere schemi di esposizione differenti. Lo studio suggerisce che anche se l'umanità interrompesse oggi tutte le nuove emissioni di mercurio, il rilascio indotto dal clima del vecchio mercurio immagazzinato continuerà a minacciare la fauna selvatica e le comunità indigene che dipendono da essa per il cibo.

Questa ricerca evidenzia una lacuna critica nella nostra comprensione della salute ambientale. Dimostra che ridurre le emissioni è solo metà della battaglia; il clima stesso sta ora agendo come una fonte secondaria di inquinamento, sbloccando serbatoi di tossine che erano stati sigillati per generazioni. La foca anellata, una specie che da tempo funge da sentinella per la salute dell'Artico, sta ora raccontando la storia di un mondo che cambia, dove il passato sta raggiungendo il presente. Tracciando queste impronte chimiche, gli scienziati possono ora prevedere dove colpiranno le prossime ondate di contaminazione, offrendo uno strumento vitale per proteggere sia il fragile ecosistema artico che le persone che lo abitano.