Perché sappiamo così poco delle profondità marine e quali cose importanti si possono trovare lì

All'inizio, Florence Schubotz vede solo il fondale marino. È buio pesto. Nessuna luce arriva fin lì, a due o tre chilometri sott'acqua. Il robot sommergibile avanza e il ricercatore marino ne segue i progressi con l'aiuto di telecamere a bordo di una nave da ricerca in superficie, nel mezzo del Golfo del Messico meridionale. Improvvisamente, compaiono montagne di petrolio e asfalto alte da uno a due metri. Le strutture assomigliano a lava, e si estendono per centinaia di metri. Vermi tubolari fanno capolino dalle fessure e, in alcuni punti, metano e petrolio pesante fuoriescono dal fondale marino.

Vulcani d'asfalto nel Golfo del Messico meridionale: la loro struttura di base è costituita da sale.

Fonte: MARUM – Centro per le scienze ambientali marine, Università di Brema

Nonostante la profondità dell'oceano, l'oscurità, le temperature dell'acqua che raggiungono i quattro gradi Celsius e, in alcuni punti, i 50 gradi Celsius, il geochimico trova qui la vita. Non piante in senso classico, però. Ma batteri che si raccolgono in grandi tappeti bianchi. Si trovano anche forme di vita superiori, come granchi e cetrioli di mare. Schubotz ne è certo: nessuno ha mai visto niente di tutto ciò prima.

Si potrebbe pensare che ogni angolo dell'oceano sia ormai mappato. Ma le profondità marine rimangono in gran parte inesplorate. Un team di ricerca statunitense stima che meno dello 0,0001% dei fondali marini profondi del mondo sia stato mappato visivamente. Si tratta di un'area equivalente a un decimo delle dimensioni del Belgio, scrivono gli autori in uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances nel maggio 2025. Eppure, il 66% dell'intera superficie terrestre è costituito da profondità marine, assumendo una definizione che includa tutto ciò che si trova al di sotto dei 200 metri.

I ricercatori inviano il robot subacqueo "QUEST4000" nelle profondità marine per raccogliere campioni di materiale dai fumatori neri.

Fonte: MARUM – Centro per le scienze ambientali marine, Università di Brema

Inoltre, la ricerca viene condotta sempre negli stessi luoghi. Secondo l'analisi dei dati, delle 44.000 immersioni in acque profonde, il 97% si è svolto vicino a Stati Uniti, Giappone, Nuova Zelanda, Francia e Germania. Questo è problematico, concludono i ricercatori, soprattutto "quando si cerca di caratterizzare, comprendere e gestire un oceano globale".

Il viaggio di ricerca di Schubotz nel Golfo del Messico meridionale risale a diversi anni fa, ma il ricordo del punto caldo di profondità appena scoperto è ancora vivido. "Mi fa venire davvero la pelle d'oca quando scopriamo un sistema così nuovo con strutture irreali nelle profondità marine", ricorda lo scienziato.

Le zone marine raggiungono profondità fino a 11.000 metri.

Fonte: Patan/RND

Si è immersa anche altrove, perforando i sedimenti della Fossa di Nankai al largo delle coste del Giappone e trovando microrganismi vivi anche a temperature intorno ai 120 gradi Celsius. Ha anche effettuato immersioni senza successo, sospettando sorgenti termali con fumarole nere al largo di una base militare brasiliana nell'Atlantico centrale, ma non ne ha trovate sul fondo del mare.

Fumatori neri, a tre chilometri di profondità sul fondale marino: le temperature possono raggiungere circa 50 gradi Celsius. Alcuni batteri possono sopravvivere in questo ambiente estremo.

Fonte: MARUM – Centro per le scienze ambientali marine, Università di Brema

Il fatto che le mappe topografiche dei fondali marini siano disponibili solo in pochi luoghi al mondo è dovuto anche alla complessità di tali spedizioni, spiega Schubotz. Solo la pianificazione: una spedizione di un mese richiede almeno un anno di preparazione.

Si stanno esaminando profili di profondità, dati satellitari e la chimica dei campioni d'acqua per determinare con maggiore precisione dove si sospetta che si nascondano sorgenti calde o fredde sul fondale marino. Navi da ricerca, robot sottomarini, materiali di campionamento e personale devono essere pronti. Sono previste fino a dodici immersioni in loco. Le condizioni meteorologiche devono essere favorevoli e le onde non devono essere troppo forti. È necessario valutare attentamente dove verranno calati i robot. Il tempo è limitato: il fondale marino deve essere scansionato e i campioni prelevati entro otto ore.

Un ronzio accoglie Schubotz quando entra nel suo laboratorio presso il Centro per le Scienze Ambientali Marine di Brema. È qui che il lavoro inizia davvero dopo una giornata di escursione. Il suo team esamina batteri e rocce, alimenta i campioni e ne analizza le firme.

Una delle grandi domande: come riescono a nutrirsi i microrganismi delle inospitali profondità marine? Lì, dove non arriva la luce del sole, dove tutto funziona diversamente rispetto al mondo in superficie. "I batteri delle profondità marine non vivono praticamente di nulla", spiega Schubotz. "Respirano la roccia". La loro fonte di cibo è materiale inorganico, come l'anidride carbonica. Ottengono la loro energia da composti con ferro o zolfo.

La ricercatrice Florence Schubotz (a sinistra) e la studentessa di dottorato in geochimica Melina Krohn nel laboratorio Marum

Fonte: Saskia Heinze

Nonostante l'isolamento, il team di Schubotz ha finora trovato impronte umane nei punti caldi delle profondità marine: lattine di Coca-Cola, plastica, persino un frigorifero, proprio nel mezzo dell'Atlantico. "È sconvolgente, certo, ma i microrganismi delle profondità marine sono incredibilmente resistenti", afferma il ricercatore marino. "Ci sopravviveranno". Dopotutto, queste sono le forme di vita originarie. Cioè, quelle che esistevano prima che i nostri attuali cicli metabolici si sviluppassero nel mondo vegetale e animale.

Cosa ci porta una maggiore conoscenza delle profondità marine? Ci sono domande sull'origine della vita, a cui ci stiamo avvicinando. E anche domande sui limiti della vita: come si adatta a vivere senza ossigeno, senza luce, al caldo, al freddo? Ci sono applicazioni dirette nella nostra vita quotidiana, ad esempio in medicina. La reazione PCR, su cui si basano i nostri test per il coronavirus, si basa su proteine ​​coltivate da microrganismi termofili nelle sorgenti termali, spiega Schubotz. I lipidi di membrana vengono utilizzati anche per rendere i prodotti più resistenti al calore.

E poi ci sono le domande sulle connessioni globali più ampie. Attraverso l'attività dei microrganismi, il carbonio si lega alle sorgenti calde e fredde. "Ancora in gran parte non sappiamo in che misura il carbonio venga legato o rilasciato", afferma Schubotz. Le profondità marine possono essere un pozzo di CO₂? In che modo il cosmo delle profondità marine è collegato ai principali cicli metabolici dell'oceano? Se questi enigmi potessero essere risolti, potrebbero anche portare a soluzioni per il cambiamento climatico causato dall'uomo. In altre parole: esistono forse modi per catturare e immagazzinare la CO₂ che rilasciamo nell'aria?

Tutti i segreti dei fondali marini saranno mai svelati? Schubotz, che studia le condizioni di vita estreme nelle profondità marine da circa 22 anni, trova "quasi tragico se alla fine decifriamo tutto". Ma anche irrealistico: con ogni nuova scoperta, troviamo solo un piccolo tassello del puzzle. Ma questo solleva anche almeno dieci nuovi interrogativi di ricerca. "È questo che rende le profondità marine così entusiasmanti".