Il clima passato nei gusci del plancton fossile
Il plancton è il complesso di microrganismi galleggianti, vegetali e animali (alghe unicellulari, larve, piccoli crostacei) che, non essendo in grado di muoversi autonomamente, vengono trasportati nella massa d’acqua degli oceani dal moto ondoso e dalle correnti.
Quando questi microrganismi muoiono, i gusci cadono sui fondali, come avviene per gli organismi più grandi, andando a costituire un sedimento fossile, che diviene utilissimo – come si vedrà – per assumere informazioni sul passato.
Una recente ricerca afferma, infatti, che i cambiamenti climatici avvenuti milioni di anni fa sono oggi visibili nelle antiche conchiglie.
Servendosi di un potente microscopio a raggi X, sono state osservate bande (o righe) di crescita nelle microscopiche conchiglie del plancton, prove di come la chimica dei gusci registri la temperatura del mare.
I risultati permetterebbero agli scienziati di apprendere la tempistica di brevi cambiamenti di temperatura nelle acque oceaniche di milioni di anni fa.
Le conchiglie del plancton, in questo caso, rivestono lo stesso ruolo degli anelli di crescita negli alberi.
Studiare le variazioni di clima del passato diventa essenziale per comprendere gli attuali cambiamenti climatici. Per quanto riguarda gli ultimi 800mila anni, è sufficiente analizzare il ghiaccio dei poli, particolarmente le antiche bolle d’aria intrappolate nelle carote di ghiaccio.
Su Earth and Planetary Sciences Letters sono pubblicati i risultati della ricerca.
Durante la crescita dei gusci nelle acque oceaniche, le conchiglie, costituite di calcite, intrappolano tracce di impurità chimiche: pochi atomi su milioni.
Gli scienziati hanno notato che il plancton cresciuto in acque più calde contiene più impurità e così, attraverso la misurazione delle quantità delle impurità, possono risalire alle temperature dell’oceano anche di oltre 100 milioni di anni fa.
Dai ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Cambridge sono state effettuate misurazioni di tracce di magnesio nel plancton fossile, utilizzando un particolare microscopio a raggi X che si trova a Berkeley, in California, presso il sincrotrone della Advanced Light Source, un enorme acceleratore di particelle che permette di studiare la materia nei minuscoli dettagli.
Il potente microscopio ha rilevato una serie di bande di magnesio nelle conchiglie, visibili su nanoscala, sottilissime un centesimo di un capello umano; righe di crescita simili agli anelli degli alberi. Solo che nel plancton si contano di giorno in giorno, anzichè di anno in anno.
“Queste righe di accrescimento mostrano giorno per giorno le variazioni in magnesio della conchiglia su una scala di lunghezza pari a 30 nanometri. La crescita lenta del plancton consente l’osservazione delle variazioni stagionali delle temperature oceaniche in campioni risalenti a centinaia di milioni di anni”, dice il prof. Simon Redfern, uno degli sperimentatori del progetto. “I nostri dati ai raggi X mostrano che la traccia di magnesio è visibile all’interno della struttura minerale cristallina del guscio”.
L’ambiente chimico degli elementi in traccia del guscio, rivelato dalle misurazioni, mostra che il magnesio tende a sostituire il calcio nei cristalli di calcite. Questo spiega l’influenza della temperatura dell’acqua sulla chimica delle conchiglie del plancton, dato che acque più calde favoriscono l’aumento di magnesio nella calcite.
Il team utilizza ora il sincrotrone a raggi X “Diamond”, nel Regno Unito, per misurare quanto crescono le conchiglie del plancton nei sedimenti dei fondali oceanici.
I risultati potrebbero aiutare a valutare la variabilità del clima del lontano passato della Terra, oltre a fornire nuovi metodi per misurare l’acidificazione e la salinità negli oceani del passato.
