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Fossili di plancton fotosintetizzante come strumento per prevedere i cambiamenti climatici

Alcuni scienziati stanno cercando di comprendere il modo in cui il mondo ha reagito ai passati cambiamenti climatici allo scopo di capire come potrebbe rispondere ai mutamenti del clima nel futuro. Un team di ricercatori finanziati dall’UE ha scoperto un modo per raccogliere le temperature assolute del passato impiegando fossili di fitoplancton.

Cambiamento climatico e Ambiente

Per scoprire come il clima terrestre risponderà all’incremento delle quantità di anidride carbonica nell’atmosfera del futuro, può risultare utile esaminare il passato, quando il mondo ha affrontato situazioni simili. Sono necessari miglioramenti nella precisione degli indicatori riferiti sia ai livelli di anidride carbonica, sia alla temperatura della superficie del mare, in particolare per quanto riguarda gli oceani tropicali. Gli scienziati necessitano di informazioni in merito non solo alle mutevoli tendenze relative alle temperature degli oceani, ma anche a stime precise dei valori assoluti nel lontano passato. I proxy attuali sono ostacolati da limitazioni che rendono queste valutazioni inaffidabili. Il progetto EPISODE, finanziato dall’UE, si è prefisso di testare un nuovo proxy per le temperature passate delle superfici oceaniche, concentrando l’attenzione sul periodo Cenozoico, un’era geologica che ha avuto inizio 66 milioni di anni fa ed è tuttora in corso. La ricerca è stata condotta con il sostegno delle azioni Marie Skłodowska-Curie. I coccolitofori sono una delle principali forme di fitoplancton presenti nell’oceano. Essi rappresentano la metà dell’attuale produzione di carbonato negli oceani, il che li rende modulatori climatici di fondamentale importanza. Questi organismi fissano l’anidride carbonica trasformandola in materia organica mediante la fotosintesi. Si tratta di un processo che richiede la presenza di luce, per cui il loro habitat è limitato alla superficie degli oceani. «L’applicazione della geochimica ai coccoliti fossili fornisce pertanto informazioni sulle superfici oceaniche del passato, dati fondamentali per i modelli climatici», spiega Luz María Mejía, ricercatrice postdottorato presso il Politecnico federale di Zurigo e responsabile della ricerca per il progetto EPISODE.

Esoscheletro in calcite

I coccolitofori, per formare il proprio esoscheletro, producono scaglie di calcite chiamate coccoliti. Il progetto ha analizzato questi esoscheletri avvalendosi di una tecnica relativamente nuova nota come termometria con isotopi aggregati. Questa tecnica ha consentito ai ricercatori di effettuare una stima delle temperature relative alla superficie oceanica misurando i legami tra gli isotopi 13C e 18O nell’esoscheletro di carbonato dei coccoliti in relazione a una distribuzione casuale. Questi legami sono più stabili a temperature più basse, per cui la misurazione della quantità di legami presenti nei coccoliti fossili può svelare la temperatura a cui erano esposti. «Di fondamentale importanza è che ciò è totalmente indipendente dalla composizione isotopica e dalla chimica dell’acqua di mare, a differenza di altri proxy di temperatura ampiamente utilizzati», aggiunge Mejía.

Risultati promettenti

«Nel corso del progetto abbiamo dimostrato che gli isotopi aggregati dei coccoliti dispongono di un grande potenziale per ricostruire le temperature della profondità dello strato miscelato», afferma Mejía. Il team ha osservato temperature simili ricavate da coccoliti di dimensioni diverse, aumentando la fiducia nella fattibilità della tecnica applicata. I confronti tra le temperature dedotte dai coccoliti nel mar d’Islanda dei nostri giorni e quelle rilevate dai satelliti hanno dimostrato la precisione dei proxy. «E cosa ancor più importante, gli isotopi aggregati dei coccoliti suggeriscono che le temperature nell’Atlantico settentrionale 15 milioni di anni fa erano più alte rispetto alle temperature moderne, ma neanche lontanamente elevate quanto si ipotizzava mediante l’impiego di altri proxy. Ciò indica un’amplificazione polare meno intensa durante stati climatici caldi, oltre a suggerire che la risposta futura del riscaldamento ad altitudini elevate alla CO2 antropogenica potrebbe non essere così estrema come previsto da stime precedenti», osserva Mejía. Mejía continuerà ora la ricerca presso l’Università di Brema. «L’applicazione di questo proxy a coccoliti ad alte e basse latitudini risalenti a periodi passati ancora più lontani può fornire ulteriori informazioni in merito alle temperature dello strato miscelato di passate condizioni termiche elevate e alla sensibilità con la quale il clima terrestre risponde agli effetti della CO2 durante stati climatici più caldi», conclude.

Parole chiave

EPISODE, coccolite, esoscheletro, isotopo, cambiamenti climatici, proxy

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