L’inquinamento luminoso urbano ecosistemi marini

L’inquinamento luminoso urbano è un pericolo per gli ecosistemi marini

Ricerca pubblicata da Tim Smith Responsabile scientifico: biogeochimica marina e osservazioni, laboratorio marino di Plymouth

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Le città inquinamento luminoso urbano

Le città sono illuminate artificialmente per consentire agli esseri umani di sfruttare la notte. Questo inquinamento luminoso significa che le stelle sono spesso appena visibili nei cieli urbani. Ma la riduzione dell’osservazione delle stelle non è l’unico impatto della luce artificiale di notte .

Lo sviluppo urbano nelle zone costiere espone sempre più gli ecosistemi marini alla luce artificiale. Questa esposizione è particolarmente acuta all’interno e nelle vicinanze di alcune delle più grandi città costiere del mondo e può comportare conseguenze fisiologiche e comportamentali per gli organismi che popolano le loro acque costiere.

Il Plymouth Marine Laboratory , dove guido il team di biogeochimica marina, l’anno scorso ha pubblicato un atlante della luce artificiale notturna sotto il mare . L’atlante rivela che a 1 metro di profondità l’inquinamento luminoso colpisce 1,9 milioni di kmq dei mari costieri del mondo. Ciò equivale al 3,1% delle zone economiche esclusive globali (le aree dell’oceano di proprietà delle nazioni costiere).

Tali ricerche hanno confermato che l’inquinamento luminoso è diffuso e in espansione. Ma la differenza tra l’intensità ei cicli di luce naturale e innaturale è stata finora sottovalutata. Quantificare ciò consentirebbe una migliore comprensione dell’impatto delle estese coste urbanizzate sull’ecologia degli ecosistemi marini.

Insieme ai colleghi delle Università di Plymouth e Strathclyde, abbiamo quantificato l’entità della luce naturale e innaturale che raggiunge gli ecosistemi marini di un gruppo di sette città costiere con più di 10 milioni di abitanti: Tokyo, Shanghai, Mumbai, New York, Buenos Aires , Lagos e Los Angeles.

La nostra ricerca ha dimostrato che per queste città i dosaggi di luce artificiale notturna sulla superficie del mare sono fino a sei volte superiori a quelli della luce lunare. L’intensità della luce lunare ha superato solo l’illuminazione artificiale entro un periodo di tre giorni dalle lune piene più luminose.

Illuminare le acque costiere

Il nostro modello, che includeva input per la luce lunare, artificiale e le fonti solari sia diurne che crepuscolari insieme ai cambiamenti stagionali e delle maree nella distribuzione della luce, è stato applicato a ciascuna città nel corso del 2020. In intervalli di tempo di 15 minuti abbiamo quindi determinato il intensità di queste sorgenti luminose sia sopra la superficie del mare che nella zona intercotidale. Si riferisce ai punti della costa che sono coperti, generalmente due volte al giorno, dalla marea.

Abbiamo anche applicato il modello a Plymouth, una città costiera nell’ovest dell’Inghilterra con una popolazione di 230.000 abitanti. Le fonti di luce naturale e artificiale sono state studiate qui dal 2001 al 2020 per catturare la variabilità dei cicli di marea e lunari. Questo lavoro sul campo ci ha permesso di garantire che il nostro modello fornisse previsioni accurate.

A Plymouth, i dosaggi notturni della luce artificiale si sono generalmente classificati al sesto posto in tutte le città studiate. La città ha una latitudine relativamente settentrionale, il che significa che ha lunghe notti durante i mesi autunnali e invernali. Eppure le lune piene estive a Plymouth brillano con un’intensità vicina a quella della luce artificiale perché la luna è vicina all’orizzonte tutta la notte con un percorso atmosferico più lungo.

Ma gli ecosistemi marini più colpiti dall’inquinamento luminoso sono quelli delle acque costiere di Los Angeles, New York, Buenos Aires, Shanghai e Mumbai. Fattori tra cui l’escursione delle maree e la limpidezza dell’acqua interagiscono con la luminosità ad alta intensità dell’illuminazione urbana artificiale per avere un impatto sugli ecosistemi marini in questi luoghi.

Impatto sugli ecosistemi marini

Le fonti naturali di luce notturna hanno cicli stagionali. L’esposizione alla luce notturna è quindi storicamente dipendente dalla luna e dal suo ciclo di crescita, declino ed elevazione nel cielo. Le fonti di luce artificiale, invece, hanno una posizione fissa indipendentemente dalla stagione e brillano con la stessa intensità per tutta la notte e tutto l’anno.

La ricerca scientifica ha dimostrato che l’inquinamento luminoso può mascherare il ciclo naturale della luna e può colpire gli organismi costieri. Ciò si verifica su una varietà di scale, da una scala iperlocale (sotto i lampioni) a una scala regionale e persino globale.

Gli organismi marini, comprese le barriere coralline, fanno affidamento sui cicli di luce naturale per regolare i loro processi fisiologici e biologici. Diverse specie di corallo rilasciano contemporaneamente le loro cellule riproduttive, chiamate gameti, su spunto dal ciclo lunare.

Anche i processi di manutenzione chiave nel corallo, come la simbiosi , possono essere sensibili all’illuminazione artificiale. La simbiosi descrive la stretta relazione tra i due organismi che compongono il corallo.

La composizione spettrale della luce artificiale notturna (le sue componenti di luce rossa, verde e blu) che illumina gli habitat del fondo marino può anche interrompere i processi ecologici guidati visivamente . I predatori che di solito si nutrono di giorno come il gabbiano reale possono essere in grado di vedere prede che normalmente sarebbero mimetizzate di notte, come le lumache marine.

L’illuminazione degli ambienti costieri può anche alterare le funzioni corporee di molti animali marini. L’esposizione alla luce artificiale può ridurre il successo riproduttivo dei pesci . E la ricerca ha anche scoperto che può disorientare i cuccioli di tartaruga e influenzare la loro capacità di raggiungere la sicurezza dell’oceano.

Alcune specie sono molto sensibili anche a bassi livelli di luce. La migrazione quotidiana dello zooplancton, che è una parte fondamentale della catena alimentare marina, può essere interrotta dalla luce artificiale. La ricerca nell’Artico ha osservato che lo zooplancton si allontana dalla luce di lavoro di una nave a una profondità di almeno 200 metri.

Misurare l’inquinamento luminoso in natura è una sfida a causa delle basse intensità di luce incontrate. Ciò è particolarmente vero a profondità maggiori.

Ma superare queste sfide è essenziale per facilitare una migliore comprensione dell’impatto ecologico dell’inquinamento luminoso. Ricerche come la nostra guideranno i biologi nella ricerca futura sull’impatto dell’inquinamento luminoso sugli ecosistemi marini. Fornirà inoltre agli urbanisti le informazioni necessarie per bilanciare lo sviluppo urbano costiero con la protezione degli ecosistemi marini.

Tim Smith Responsabile scientifico Plymouth