• BiOS
• CDOM
• Mar Mediterraneo
• Mar Ionio
• Mar Adriatico
• DOM
• DOC

La sostanza organica disciolta in mare (DOM), operativamente definita come una miscela
complessa di molecole organiche che passano attraverso un filtro di 0.2 μm, rappresenta la
principale riserva di carbonio reattivo sulla Terra. La DOM contiene una quantità di carbonio
paragonabile a quella presente in atmosfera sotto forma di CO2 (662 Pg C), gioca quindi un ruolo
chiave nel ciclo globale del C. Essa riveste inoltre una grande importanza nel funzionamento degli
ecosistemi marini, rappresentando la principale fonte di energia per i procarioti eterotrofi. E’ stato
recentemente osservato che la sua distribuzione è fortemente influenzata dai processi fisici. Il
Mediterraneo orientale costituisce un bacino ideale per lo studio del legame tra quest’ultimi e la
dinamica della DOM. Esso è infatti interessato dalla formazione di acqua profonda e da
cambiamenti periodici sia nella circolazione delle masse d’acqua che nei processi di mesoscala.
Queste variazioni sono attribuite sia ad eventi climatici anomali sia a meccanismi interni che legano
la circolazione del Mar Adriatico e del Mar Ionio. Particolare importanza è stata attribuita al BiOS
(AdriaticIonian Bimodal Oscillating System), meccanismo di feedback che pone in relazione il
senso di rotazione del vortice presente nello Ionio settentrionale con le proprietà termoaline
dell’acqua densa che si forma in Adriatico. Il presente lavoro di tesi ha tre principali obiettivi: i)
comprendere come il fenomeno del BiOS (ed in generale la circolazione termoalina) influenzi la
distribuzione di carbonio organico disciolto (DOC) e della sostanza organica cromoforica disciolta
(CDOM) in Adriatico e Ionio; ii) esplorare il possibile utilizzo di DOC e CDOM come traccianti di
masse d’acqua influenzate dall’input terrestre; iii) stimare il trasporto in profondità di DOC durante
i processi di formazione di acqua densa in Adriatico. I campioni sono stati raccolti in Adriatico e
Ionio durante l’inverno 2014, nell’ambito del progetto europeo PERSEUS. Su questi è stata
misurata la concentrazione di DOC e sono state analizzate le proprietà ottiche della CDOM, definita
come la frazione di DOM in grado di assorbire luce e di riemetterne una parte sotto forma di
fluorescenza. In particolare, sono stati misurati sia gli spettri di assorbimento che le matrici di
eccitazione ed emissione (EEM); quest’ultime sono state successivamente elaborate utilizzando
l’analisi fattoriale parallela (PARAFAC). Dai dati ottenuti è emerso che la distribuzione di DOC e
CDOM è fortemente influenzata 4 dalla circolazione termoalina sia superficiale che profonda. Il
DOC presenta i valori più elevati (> 65 μM) e la più elevata variabilità nello strato superficiale (0-
100 m), influenzato dall’apporto terrestre e dal Gyre del Nord Ionio. Concentrazioni elevate (> 50
μM) sono state anche osservate nelle acque profonde della Jakuba Pit e della South Adriatic Pit, in
corrispondenza di alti valori di AOU (consumo apparente di ossigeno). Assumendo che il consumo
di ossigeno sia totalmente dovuto alla mineralizzazione del DOC questi dati suggeriscono la
rimozione di ~25 μM DOC anno-1 e confermano l’importante ruolo dell’Adriatico nel trasporto di
DOC labile in profondità. Le acque profonde del Mar Ionio (< 800 m) mostrano concentrazioni
minori di DOC (40 - 45 μM) e valori elevati di AOU (>50). Risultati preliminari rivelano la
presenza nella CDOM di tre diverse componenti cromoforiche, due riconducibili ad acidi umici ed
una imputabile ad idrocarburi policiclici aromatici. La loro distribuzione è chiaramente influenzata
dalla presenza di masse d’acqua con origine diversa, come confermato dai loro valori di
temperatura e salinità. Da questi dati è inoltre possibile stimare che l’export di DOC dovuto alla
formazione di acqua densa in Adriatico è paragonabile alle stime fatte nel 2006 (0.85–1.19 Tg C).
Variazioni nella quantità e qualità della DOM trasportata in profondità, dovuti a cambiamenti nella
circolazione termoalina, possono dunque avere un impatto notevole sul sequestro di carbonio e
sull’ecosistema marino.