La collisione del subcontinente indiano contro il continente asiatico, avvenuta circa 50 milioni di anni fa, provocò una serie di effetti che andarono al di là della semplice nascita delle alte montagne che compongono il massiccio dell’Himalaya.
Quell’impatto cambiò la configurazione dei continenti, il paesaggio, il clima globale e altro ancora. Ora un gruppo di scienziati della Princeton University ha identificato un altro effetto: l’ossigeno negli oceani del mondo aumentò, alterando le condizioni di vita.
“Questi risultati sono diversi da tutto ciò che abbiamo visto visto in precedenza“, ha detto Emma Kast, laureata in geoscienze e autrice principale di un articolo uscito su Science il 26 aprile scorso. “L’entità dei cambiamenti avvenuti che abbiamo ricostruito ci ha colto di sorpresa“.
Kast ha studiato migliaia di conchiglie microscopiche per ricostruire le concentrazioni avute dall’azoto oceanico nell’arco di 70 milioni di anni fa, da prima dell’estinzione dei dinosauri, fino a 30 milioni di anni fa. “Si è trattato di un enorme contributo nel campo degli studi climatici globali,” ha dichiarato John Higgins, professore associato di geoscienze a Princeton e co-autore della pubblicazione.
“Nel nostro settore, ci sono documenti considerati fondamentali, che devono essere spiegati da qualsiasi ipotesi che voglia fare connessioni biogeochimiche“, ha spiegato Higgins.
“Questi sono pochi e distanti tra loro, in parte perché è molto difficile scoprire dati che risalgono molto indietro nel tempo. Le rocce di cinquanta milioni di anni non rinunciano volentieri ai loro segreti. Considererei certamente la ricostruzione di Emma come una di quelle registrazioni. D’ora in poi, gli studiosi che vorranno impegnarsi a studiare come la Terra è cambiata negli ultimi 70 milioni di anni dovranno impegnarsi con i dati di Emma.”
Oltre ad essere il gas più abbondante nell’atmosfera, l’azoto è la chiave per tutta la vita sulla Terra.
“Studio l’azoto in modo da poter studiare l’ambiente globale“, ha affermato Daniel Sigman, Professore di geologia e scienze geofisiche di Princeton Dusenbury e autore senior dell’articolo.
Sigman ha avviato questo progetto con Daniel Stolper, ricercatore postdottorato che ora è un assistente professore di Scienze planetarie e terrestri all’Università della California-Berkeley.
Ogni organismo sulla Terra richiede azoto “fisso”, a volte chiamato “azoto disponibile biologicamente”.
L’azoto costituisce il 78% dell’atmosfera del nostro pianeta, ma pochi organismi possono “risolverlo” convertendo il gas in una forma biologicamente utile. Negli oceani, i cianobatteri presenti nelle acque superficiali fissano l’azoto e lo rendono disponibile a tutta la vita oceanica nel momento in cui muoiono e, dopo essere affondati nell’oceano. si decompongono.
L’azoto ha due isotopi stabili, 15 N e 14 N. Nelle acque povere di ossigeno, la decomposizione consuma azoto “fisso”. Ciò si verifica con una leggera preferenza per l’isotopo più leggero dell’azoto, 14 N, quindi il rapporto 15 N-a- 14 N dell’oceano nelle diverse epoche, riflette i relativi livelli di ossigeno.
Questo rapporto tra i due isotopi dell’azoto resta fissato e incorporato in piccole creature marine chiamate foraminiferi durante la loro vita, e quindi conservati nei loro gusci quando muoiono.
Analizzando i loro fossili, raccolti dal Programma Ocean Drilling nel Nord Atlantico, nel Nord Pacifico e nel Sud Atlantico, Kast e i suoi colleghi sono stati in grado di ricostruire il rapporto 15N – 14N dell’oceano antico e quindi identificare i cambiamenti del passato avvenuti nei livelli di ossigeno.
L’ossigeno controlla la distribuzione degli organismi marini, con acque povere di ossigeno che sono cattive per la maggior parte della vita oceanica.
Molti eventi climatici del passato hanno causato una diminuzione dell’ossigeno oceanico che ha limitato gli habitat delle creature marine, dal microscopico plancton ai pesci e alle balene che si nutrono di essi.
Gli scienziati che tentano di prevedere l’impatto del futuro riscaldamento globale e hanno avvertito che bassi livelli di ossigeno nell’oceano potrebbero decimare gli ecosistemi marini, incluse importanti popolazioni ittiche.
Quando i ricercatori hanno assemblato il loro record geologico senza precedenti dell’azoto oceanico, hanno scoperto che nei 10 milioni di anni che seguirono all’estinzione dei dinosauri, il rapporto 15N-14N era alto, suggerendo che i livelli di ossigeno nell’oceano erano bassi.
La prima ipotesi fatta sul perché questo fosse accaduto era legata al clima caldo dell’epoca, poiché l’ossigeno è meno solubile nell’acqua più calda. Gli studi effettuati hanno, però, raccontato un’altra storia: il passaggio ad una fase di ossigeno oceanico più elevato si è verificato circa 55 milioni di anni fa, durante un periodo di clima costantemente caldo.
“Contrariamente alle nostre prime aspettative, il clima globale non è stato la causa principale di questo cambiamento nel ciclo dell’ossigeno oceanico e dell’azoto“, ha affermato Kast. “Il colpevole più probabile? Sembra proprio che la responsabilità sia da ascriversi alla Tettonica a placche.”
La collisione dell’India con l’Asia, soprannominata “la collisione che ha cambiato il mondo” dal leggendario geoscienziato Wally Broecker, uno dei fondatori della moderna ricerca sul clima dell’antico mare chiuso chiamato Tetide, scosse notevolmente le piattaforme continentali e le loro connessioni con l’oceano.
“Nel corso di milioni di anni, i cambiamenti tettonici hanno il potenziale di avere enormi effetti sulla circolazione oceanica“, ha affermato Sigman.
Ma ciò non significa che il cambiamento climatico possa essere scontato. “In periodi di tempo che vanno considerati in millenni il clima ha il sopravvento“.
