Antico raffreddamento globale dette luogo agli ecosistemi moderni

Attorno ai 7 milioni di anni fa le superfici dei continenti e gli ecosistemi di tutto il mondo iniziarono a cambiare drasticamente. Le regioni subtropicali divennero aride e in Africa si formò il deserto del Sahara. Le foreste pluviali si ritirarono e vennero sostituite da vaste savane e praterie, tuttora persistenti nel Nord e nel Sud America, in Africa e in Asia.

Finora, questi eventi sono stati genericamente spiegati con eventi tettonici indipendenti – sollevamento di catene montuose o alterazione di bacini oceanici – che avrebbero provocato incisivi cambiamenti climatici nelle regioni terrestri interessate.

Il raffreddamento globale iniziato 7 milioni di anni fa e durato 2,5 milioni d’anni provocò cambiamenti ecologici radicali in tutto il pianeta (credit: Herbert Lab / Brown University)

In un nuovo studio, tuttavia, un team di ricercatori ha dimostrato che questi cambiamenti ambientali coincisero con un periodo di raffreddamento globale, non documentato prima, probabilmente provocato da una riduzione di anidride carbonica nell’atmosfera del tempo.

La ricerca, condotta da un geologo della Brown University e pubblicata su Nature Geoscience, si basa sulla ricostruzione, sviluppata di recente, delle temperature della superficie marina a livello globale, comprendente gli ultimi 12 milioni di anni.

Questa ricostruzione evidenzia un periodo ben preciso di temperature più fredde della superficie dei mari che va da 7 a 4,5 milioni di anni fa, il tardo Miocene, il periodo che è invece contraddistinto da un clima molto più caldo dell’attuale.

Durante la fase di raffreddamento rilevata in questo studio, le temperature della superficie marina discesero su valori molto vicini agli attuali.

“Siamo rimasti sorpresi nel notare l’entità di questo raffreddamento”, afferma Timothy Herbert, professore presso il Dipartimento della Terra, Ambiente e Scienze planetarie a Brown, che guidava lo studio. “Alla luce di questo cambiamento di temperatura, le osservazioni paleobiologiche di questo periodo hanno ora più senso”.

Il calo delle temperature della superficie del mare è stato dedotto dall’esame di sedimenti oceanici provenienti da 17 siti diversi nel mondo, in cui erano conservati i resti di una specie di plancton che varia la propria chimica cellulare con il variare della temperatura.

Misurando le quantità di molecole sensibili alla temperatura, gli scienziati hanno potuto così ricostruire l’andamento delle temperature nel tempo.

La fase di raffreddamento del tardo Miocene è stata rilevata in ogni sito campionato, in entrambi gli emisferi e in ogni bacino oceanico del pianeta. Si è rivelata più intensa vicino ai poli e più moderata nei pressi dell’equatore.

Questo modello, secondo Herbert, fa ipotizzare che una causa atmosferica a livello globale abbia innescato il calo della temperatura, individuandola probabilmente nell’anidride carbonica.

“La simmetria emisferica e il fatto che il raffreddamento sia stato molto più intenso alle alte latitudini è una caratteristica ‘impronta’ della CO2”, afferma Herbert. “Non abbiamo dimostrato che si sia trattato di un calo nelle emissioni di anidride carbonica, perché non abbiamo misurazioni dirette, ma stiamo facendo solo l’ipotesi di una sua possibile riduzione”.

Secondo i ricercatori, nel tardo Miocene, le temperature più fredde hanno giocato sicuramente un ruolo nell’aridità delle fasce subtropicali.

“Un mondo più fresco – e in particolare un oceano più freddo – presuppongono meno umidità nell’atmosfera”, afferma Herbert. “Con il raffreddamento, il ciclo ideologico, sostanzialmente, rallenta”.

Se il raffreddamento è stato effettivamente guidato da una riduzione di CO2 atmosferica, si potrebbe spiegare il cambiamento della vegetazione globale verificatosi nel tardo Miocene: lal trasformazione da foreste in pascoli e savana nelle regioni subtropicali del Nord America, Sud America, Africa e Asia, ecosistemi ancor oggi presenti.

In Africa, in particolare, questi sono gli habitat associati con l’evoluzione dei nostri primi antenati umani.

Molte delle specie vegetali erbacee che hanno iniziato a fiorire in questo periodo sono piante classificate ‘C4’; piante caratterizzate dal percorso fotosintetico leggermente diverso dagli alberi e dalle altre piante, più efficiente in ambienti a bassi tenori di CO2.

“Ci potrebbe stare che, in presenza di minor CO2, queste specie ‘C4’ venissero favorite”, dice Herbert. “Possiamo così associare questo cambiamento di vegetazione al fattore guida dell’antico raffreddamento”.

A questo punto, tuttavia, è necessario interrogarci su cosa avrebbe provocato una riduzione di anidride carbonica durante il Miocene, annota Herbert.

Una possibilità, secondo lo studioso, è che si possano essere verificati cambiamenti geologici su larga scala che potrebbero aver condizionato il ciclo del carbonio.

Sull’esame di questa possibilità sta ora lavorando il team di Herbert.

Quel che è certo è che il cambiamento globale delle temperature del tardo Miocene non fu poi così significativo come si potrebbe pensare.

“L’opinione prevalente è che, in ultima analisi, il clima sia stato più fresco e meno gradevole di quanto si credesse”, conclude Herbert.