Biogeochimica di metalli in traccia all’interfaccia licheni-rocce vulcaniche

L’obiettivo principale di questo progetto è lo studio quali-quantitativo del ruolo svolto dai licheni (organismi formati da funghi che vivono in simbiosi con alghe e/o cianobatteri) nel ciclo biogeochimico di metalli in traccia, contaminanti (Cu, Zn) e traccianti geochimici (Pb, Sr), in due aree geografiche e climatiche differenti: mediterranea (Italia meridionale) e boreale (Siberia centrale). Nonostante i numerosi lavori finalizzati a definire il ruolo svolto dai licheni nell’assorbimento dei metalli dalle precipitazioni atmosferiche (più di 3000 articoli scientifici pubblicati nell’ultimo decennio), ancora poco chiari risultano i meccanismi fisico-chimici e biochimici coinvolti in tale processo. Questa scarsità di informazioni è particolarmente accentuata nelle zone artiche e boreali dove la presenza del permafrost modifica la speciazione ed il flusso degli elementi nei suoli e nelle acque superficiali. In tali regioni, la fusione del permafrost e la mobilizzazione del carbonio organico favoriti dal generale riscaldamento del globo terrestre esercitano una notevole influenza sulla geochimica degli elementi in traccia. In tali contesti geoclimatici, la comprensione del ruolo svolto dai licheni, principali organismi viventi di molte zone artiche, nella ritenzione delle deposizioni atmosferiche e nei processi di alterazione fisica e chimica dei substrati litici e di trasporto dei prodotti dell’alterazione è indispensabile per una rigorosa valutazione dell’impatto del global warming sul ciclo biogeochimico degli elementi maggiori ed in traccia nella zona artica boreale. Il progetto fa riferimento ad una più vasta indagine multidisciplinare condotta presso i laboratory del LMTG e finalizzata a caratterizzare le modalità di trasporto e la speciazione di contaminanti metallici ed elementi in traccia in ambienti acquatici incontaminati quali fiumi tropicali, dell’Europa boreale e della Siberia, e nella fase liquida di suoli torbosi di area temperata. Fino ad oggi l’impatto degli organismi viventi è stato messo in relazione con il ciclo dei metalli in traccia solo attraverso evidenze sperimentali indirette (rilascio di sostanza organica, assorbimento complessivo espresso come contenuto totale dei tessuti). E’ noto che i licheni sono organismi pressocchè ubiquitari e che essi ricoprono, infatti, le superfici rocciose direttamente esposte all’atmosfera o sotto copertura forestale. Le precipitazioni atmosferiche, una volta depositate sulle superfici rocciose ricoperte da licheni, interagiscono con i licheni e con le fasi minerali di neogenesi incorporate nei loro tessuti. In conseguenza di ciò, i metalli in traccia presenti in atmosfera sono ritenuti da queste superfici organo-minerali. I licheni, inoltre, influenzano e modificano la speciazione in fase liquida dei metalli attraverso il rilascio di vari leganti inorganici ed organici. Questo progetto è finalizzato a migliorare la comprensione dei meccanismi di interazione dei licheni con gli elementi in traccia con lo scopo di predire l’impatto di questi organismi sui cicli biogeochimici dei metalli a scala continentale. Questi obiettivi saranno raggiunti attraverso l’impiego combinato di tecniche analitiche, isotopiche, spettroscopiche e sperimentali disponibili presso le strutture di ricerca di Tolouse e di Napoli.