La concentrazione di calcio nell’acqua marina

Il calcio, simbolo chimico Ca, non è solo un elemento frequente nell’acqua marina, ma fa parte delle sostanze essenziali che tra gli ioni gioca un ruolo importante. La sua concentrazione media, considerando un contenuto salino del 35 per mille, si attesta a 0,412 g per kg di acqua marina (Millero, 1996). Nell’acqua marina il calcio sotto forma di ione costituisce il quinto macroelemento più frequente, che nella sua concentrazione viene superato soltanto dagli ioni cloruro (19,35 g/kg), sodio (10,77 g/kg), solfato (2,71 g/kg) e magnesio (1,29 g/kg). In questo modo il calcio rappresenta un significativo componente del contenuto salino dei mari del mondo.

I reef corallini estraggono dal mare incredibili quantità di calcio. Alcune stime riferiscono di una produzione annua di circa 900 milioni di tonnellate di carbonato di calcio.  Foto: D. Brockmann

I reef corallini estraggono dal mare incredibili quantità di calcio. Alcune stime riferiscono di una produzione annua di circa 900 milioni di tonnellate di carbonato di calcio. Foto: D. Brockmann

Significato fisiologico

La più importante funzione fisiologica del calcio in un reef corallino sta nell’essere un “mattone” nella costruzione dello scheletro di moltissimi invertebrati. Insieme allo ione bicarbonato, nell’ambito di un processo chiamato calcificazione, lo ione calcio forma lo scheletro calcareo dei coralli duri (CaCO3). Il calcio e il bicarbonato nella moderna concezione della acquariologia di barriera non devono essere presi in considerazione separatamente.

Il consumo di calcio nel reef corallino

Il tasso di calcificazione, e con questo il consumo di calcio, in un reef in salute è enorme. A riguardo alcune cifre: un ramo di corallo lungo 3 cm della specie Acropora produce ogni ora circa 0,25 mg di CaCO3 (Barnes & Chalker, 1990), un metro quadrato di piattaforma corallina eterogenea (cioè colonizzata da diversi organismi) circa 3-5 kg di CaCO3. La produttività globale di tutti i reef corallini tropicali corrisponde a circa 900 milioni di tonnellate di CaCO3 all’anno. A questa produzione di calcare non partecipano naturalmente solo i coralli duri. Tutti i coralli molli, i ricci di mare e le stelle marine hanno degli elementi scheletrici di carbonato di calcio, i gusci delle conchiglie sono fatti dello stesso materiale, ed anche le alghe, ad esempio quelle cosiddette a moneta (Halimeda tuna) fissano grosse quantità di calcio. Nella barriera corallina, nonostante questo immenso consumo non si verifica però alcuna carenza di calcio. Infatti esistono innumerevoli processi tendenti a disciogliere il carbonato di calcio e che provvedono a rimpinguare nuovamente il magazzino marino. Inoltre i fiumi apportano in mare grandi quantità di calcio disciolto nell’acqua dolce, e in aggiunta non bisogna dimenticare le gigantesche riserve dovute all’enorme massa di acqua che costituisce gli oceani.

Il consumo di calcio in acquario

Nei volumi limitati di un acquario le cose vanno comunque diversamente, cosicché il calcio deve essere apportato artificialmente. Non ogni acquario marino, ad ogni modo, ha bisogno di un regolare dosaggio di calcio. Bisogna, infatti, distinguere tra un puro acquario di pesci, uno misto (coralli molli, duri, corallimorfari e polipi incrostanti) e uno di soli coralli duri. Gli acquari di pesci consumano scarse quantità di ioni calcio, e le perdite possono essere compensate attraverso i regolari cambi parziali dell’acqua. Il consumo in una vasca di barriera popolata con coralli “misti” è, al contrario, sensibilmente maggiore. Questo consumo viene comunque superato di molto da quello riscontrabile nelle vasche dedicate esclusivamente ai coralli duri, perché in questo caso la veloce crescita degli invertebrati porta ad un rapido decremento della concentrazione di ioni calcio. Questa circostanza può avere effetti pericolosi, perché se la concentrazione di ioni calcio cala al di sotto di un certo valore soglia i coralli smettono di crescere, iniziano a degenerare e, se non si adottano contromisure, alla fine muoiono. Il valore di soglia, al di sotto del quale non bisognerebbe mai scendere, non è definito esattamente. Perlomeno, secondo le mie conoscenze, non esistono studi scientifici a lungo termine che indicano particolari limiti per alcune specie. Per questa ragione si consiglia vivamente agli acquariofili di mantenere la concentrazione di calcio al livello naturale di 420 mg/l. A riguardo è pertanto necessaria una regolare misurazione. A questo scopo sono adatti i reagenti di misurazione reperibili in commercio. Nel caso delle vasche di pesci è sufficiente effettuare questa misurazione ad intervalli più ampi, ad esempio ogni sei settimane. Negli acquari di coralli duri questo dovrebbe avvenire con maggiore frequenza, e non oltre le due settimane.

Gli acquari con una forte crescita di coralli duri hanno bisogno di un contenuto bilanciato di carbonato di calcio.   Foto: D. Brockmann

Gli acquari con una forte crescita di coralli duri hanno bisogno di un contenuto bilanciato di carbonato di calcio. Foto: D. Brockmann

Il dosaggio del calcio

Che cosa fare pertanto, quando la concentrazione del calcio cala al di sotto dei 420 mg/l? In questo caso si può impiegare una delle seguenti tecniche: Metodo dell’acqua calcarea (kalkwasser, soluzione acquosa satura di idrossido di calcio). Reattore di calcio. Metodo del cloruro di calcio/bicarbonato di sodio. Va puntualizzato, in ogni caso, che la naturale concentrazione di calcio di 420 mg/l non deve comunque essere superata e che ogni metodo dovrebbe essere impiegato solo in maniera controllata e secondo esatte indicazioni. Un utilizzo incontrollato o addirittura errato di un reattore di calcio o del metodo dell’acqua calcarea  può peggiorare l’ambiente dell’acquario e perfino provocare la perdita di coralli e pesci.

Dr. Dieter Brockmann