Le transizioni climatiche di 34 milioni di anni fa hanno rivelato processi globali sconosciuti

Secondo modelli convenzionali molto citati, il raffreddamento e un forte calo dei livelli del mare, avvenuti circa 34 milioni di anni fa, avrebbero dovuto portare a un’erosione continentale diffusa e depositare enormi quantità di materiale sabbioso sul fondale oceanico. Dopotutto, questa è stata una delle transizioni climatiche più drastiche sulla Terra dalla scomparsa dei dinosauri.

Le transizioni climatiche antiche hanno rivelato lacune di natura geologica

Una nuova revisione di Stanford di centinaia di studi risalenti a decenni fa riporta in modo contrastante che ai margini di tutti e sette i continenti, poco o nessun sedimento è mai stato trovato risalente a queste transizioni climatiche. La scoperta di questa lacuna estesa a livello globale nel record geologico è stata pubblicata su Earth-Science Reviews.

“I risultati ci hanno lasciato a chiederci, ‘dove sono finiti tutti i sedimenti?‘” ha affermato l’autore senior dello studio Stephan Graham,  Professore della Stanford Doerr School of Sustainability: “Rispondere a questa domanda ci aiuterà a ottenere una migliore comprensione fondamentale del funzionamento dei sistemi sedimentari e di come i le transizioni climatiche influenzino la documentazione sedimentaria marina profonda“.

Il divario geologico offre nuove intuizioni sui processi di deposizione e di erosione dei sedimenti, nonché sui più ampi segnali ambientali derivanti dai drastici cambiamenti climatici, che potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere meglio l’enorme portata globale dei cambiamenti climatici odierni.

Lo studio

“Per la prima volta, abbiamo esaminato in modo globale una risposta poco studiata dei più grandi sistemi di movimento di massa di sedimenti del pianeta durante la transizione estrema dell’Eocene-Oligocene“, ha affermato l’autore principale dello studio Zack Burton, Professore associato di Scienze della Terra presso la Montana State University. Anche Tim McHargue, Professore associato di scienze della Terra e dei pianeti alla Stanford, è coautore dello studio.

Durante il periodo Eocene-Oligocene, la Terra ha subito un profondo raffreddamento planetario. Gigantesche calotte glaciali sono apparse in Antartide, che in precedenza era priva di ghiaccio, il livello globale del mare è precipitato e la vita terrestre e marina ha subito gravi morie.

Prima di allora, nella prima parte dell’Eocene, che è durato da circa 56 a 34 milioni di anni fa, la Terra aveva le temperature più calde e i livelli del mare più elevati da quando i dinosauri vi albergavano, più di 66 milioni di anni fa, secondo i dati climatici.

Burton e colleghi si sono inizialmente concentrati sull’esplorazione degli effetti delle condizioni dell’Eocene inferiore sui sistemi deposizionali in acque profonde. Lo studio risultante, pubblicato su Scientific Reports nel 2023, ha trovato abbondanti depositi ricchi di sabbia nei bacini oceanici lungo i margini continentali della Terra.

Il team di ricerca ha attribuito questo aumento di deposizione principalmente alle transizioni climatiche e meteorologiche intensificate che hanno aumentato l’erosione dalla terra. Burton e i colleghi hanno quindi esteso l’indagine al tardo Eocene e all’inizio dell’Oligocene, quando la Terra è improvvisamente passata da climi “serra” all’opposto, un clima “ghiacciato”.

Per il nuovo studio, i ricercatori hanno esaminato attentamente la letteratura scientifica e tecnica che documenta antichi sedimenti fino a diversi chilometri sotto il fondale marino, esaminando studi pubblicati nell’ultimo decennio fino a oltre un secolo fa.

La letteratura ha incluso studi di perforazione di petrolio e gas offshore, studi di affioramenti rocciosi sulla terraferma e persino interpretazioni di dati sismici per dedurre le caratteristiche dei sedimenti dell’Eocene-Oligocene. In totale, sono stati inclusi poco più di cento siti geografici in tutto il mondo, delineando ogni massa continentale.

Sebbene il metodo di analisi della letteratura dello studio non sia di per sé nuovo, la portata di tale approccio, resa possibile da vasti database online, potrebbe rivelarsi altamente illuminante, ha affermato Graham: “Potrebbero esserci altri eventi simili nel passato geologico che meriterebbero un’indagine più approfondita, e il modo per iniziare è fare esattamente ciò che abbiamo fatto noi: un’analisi approfondita della letteratura geologica globale per determinati periodi sospetti nel tempo”.

“Il processo effettivo di rivalutazione, riindagine e rianalisi della letteratura che in alcuni casi è in circolazione da decenni è impegnativo, ma può essere molto fruttuoso“, ha aggiunto Burton: “Il metodo può portare a scoperte interessanti e inaspettate, come quelle che siamo stati in grado di fare qui”.

Mentre Burton e i suoi colleghi esaminavano l’inventario dei dati compilato, erano sempre più perplessi dall’apparente assenza di sedimenti.

“Non abbiamo visto abbondanti depositi ricchi di sabbia, come nel nostro studio delle transizioni climatiche dell’Eocene inferiore“, ha osservato Burton: “Invece, abbiamo visto che prominenti e diffuse discordanze erosive, in altre parole, lacune nella registrazione delle rocce, si erano sviluppate durante l’estremo raffreddamento climatico e il cambiamento oceanografico dell’Eocene-Oligocene“.

I ricercatori hanno proposto alcune teorie sul perché si sia verificata questa mancanza di deposizione. Le forti correnti del fondale oceanico, guidate dalla temperatura e dalla salinità delle acque, potrebbero essere state innescate o amplificate dalle grandi transizioni climatiche, erodendo potenzialmente il fondale oceanico e spazzando via i sedimenti che scorrevano dai continenti.

Nel frattempo, i meccanismi delle piattaforme continentali esposte dall’abbassamento del livello del mare potrebbero aver permesso ai sedimenti di aggirare completamente i bacini sedimentari più vicini, inviando depositi molto più lontano nella pianura abissale del fondale oceanico. Anche processi più limitati a livello regionale, come l’erosione glaciale attorno all’Antartide, hanno probabilmente avuto un ruolo.

Conclusioni

Qualunque meccanismo possa essere stato in gioco, hanno creato collettivamente scene simili di erosione nei bacini oceanici di ogni continente. Questa ubiquità indica ciò che i ricercatori hanno definito controlli globali, ovvero che profonde transizioni climatiche sono state avvertite ovunque, dalle masse continentali più alte fino alle acque più profonde.

In questo modo, le transizioni climatiche improvviso al confine tra Eocene e Oligocene e i suoi effetti sostanziali recentemente osservati lungo i margini continentali potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere meglio l’enormità globale delle transizioni climatiche in atto oggi.

Sebbene le transizioni climatiche causate dall’uomo degli ultimi due secoli sia attualmente molto più piccolo in termini di entità complessiva rispetto alla transizione tra Eocene e Oligocene, sta avvenendo a un ritmo allarmantemente più veloce, hanno affermato i ricercatori di Stanford.

“Le nostre scoperte possono aiutarci a informarci sui tipi di transizioni climatiche radicali che possono verificarsi sulla superficie terrestre di fronte a rapidi cambiamenti climatici“, ha concluso Graham: “Il passato geologico informa il presente e in particolare il futuro“.