Le regressioni del Paratetide: come il megalago del tardo Miocene ha influenzato il clima e il paesaggio dell’Eurasia

Il Paratetide era un megalago dalle dimensioni del Mediterraneo che si estendeva tra le Alpi orientali e l’attuale Kazakhistan: identificate 4 grandi regressioni correlate con eventi di desertificazione, cambiamenti nella vegetazione e ricambio faunistico in Europa

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“Il più grande megalago nei registri geologici si è formato in Eurasia durante il tardo Miocene, quando l’Oceano Paratetide epicontinentale divenne tettonicamente intrappolato e scollegato dall’oceano globale. Il megalago fu caratterizzato da diversi episodi di instabilità idrogeologica e parziale prosciugamento, ma la cronologia, la portata e gli impatti di queste crisi paleoambientali sono poco conosciute”, scrivono gli autori di uno studio pubblicato sulla rivista Nature, che hanno identificato 4 grandi regressioni del megalago del tardo Miocene correlate con eventi di desertificazione, cambiamenti nella vegetazione e ricambio faunistico in grandi parti dell’Europa.

“All’inizio del tardo Miocene (11,6 milioni di anni fa), il continente europeo era molto diverso da oggi. Ad ovest, era separato dall’Africa da un arcipelago. A sud, la massa anatolica-balcanica si stava dividendo, lasciando spazio a laghi che sarebbero diventati il moderno Mar Egeo, mentre le masse terrestri dell’attuale Italia erano sparse in un ammasso di isole nel Mediterraneo centrale. Tuttavia, la caratteristica più notevole era il Paratetide, un corpo d’acqua dalle dimensioni del Mediterraneo che si estendeva tra le Alpi orientali e l’attuale Kazakhistan”, si legge nello studio.

“Il Paratetide era inizialmente un mare epicontinentale che si è formato all’inizio dell’Oligocene (circa 34 milioni di anni fa) dai resti dell’Oceano Tetide settentrionale. Il mare era caratterizzato da una progressiva frammentazione, dalle restrizioni delle vie d’accesso e dal riempimento di sedimenti, prevalentemente a causa della tettonica. Il progressivo sollevamento delle catene montuose dell’Europa centrale ha gradualmente isolato il Paratetide dall’oceano globale. All’inizio del tardo Miocene, l’antico mare si è trasformato in un megalago che ha sviluppato una fauna endemica unica (per esempio, molluschi e ostracodi). Senza sbocchi sul mare, il Paratetide ha subito crisi idrologiche estreme ed episodi di prosciugamento parziale. Questo ha avuto effetti devastanti sulla fauna acquatica, così la diversità dell’ecosistema endemico è stata enormemente ridotta e molti gruppi sono scomparsi quasi interamente. Le implicazioni e gli impatti più ampi di queste crisi idrologiche, in particolare oltre l’area del Paratetide, sono ancora poco comprese”, sottolineano gli autori dello studio.

Il primo episodio di regressione si è verificato tra 9,75 e 9,6 milioni di anni fa con un apice a 9,66 milioni di anni fa. I successivi episodi di parziale prosciugamento risalgono ad un periodo tra 9,5 e 9,3 milioni di anni fa e tra circa 9 e 8,7 milioni di anni fa. Il 4° episodio di regressione è iniziato circa 8,3 milioni di anni fa ma è diventato più grave tra 7,9 e 7,65 milioni di anni fa. Questo episodio di prosciugamento parziale è stato collegato all’episodio di raffreddamento globale del tardo Miocene”, si legge nello studio.

Palcu, D.V., Patina, I.S., Șandric, I. et al. Late Miocene megalake regressions in Eurasia. Sci Rep 11, 11471 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-91001-z

La configurazione paleogeografica delle dimensioni del Paratetide del tardo Miocene è poco conosciuta per l’intervallo 11-7,5 milioni di anni fa. Noi combiniamo le ricostruzioni paleogeografiche esistenti, le mappe delle litofacies e i dati delle rive per sviluppare un modello di elevazione digitale e simulare le fluttuazioni del livello dell’acqua, svelando le configurazioni durante le regressioni più estreme del lago. Secondo queste ricostruzioni paleogeografiche, mostriamo che il Paratetide aveva un’area superficiale di oltre 2,8 milioni di chilometri quadrati (leggermente più grande dell’attuale Mediterraneo) e conteneva un volume d’acqua di oltre 1,77 milioni di chilometri cubi (che rappresenta oltre 1/3 del volume dell’attuale Mediterraneo), che è più grande di qualsiasi altro megalago nei registri geologici”, spiegano gli autori.

Poi, utilizziamo il nostro modello paleogeografico 3D per simulare la regressione massima (un calo del livello dell’acqua di circa 280 metri) e la conseguente paleogeografia del magalago parzialmente prosciugato. In questo scenario, la riva si ritira notevolmente sui margini orientali (400-600km) e settentrionali (100-350km) relativamente piatti, mentre le rive cambiano moderatamente nel margine occidentale (circa 100km) e nel limitato margine meridionale. Inoltre, le regressioni frammentano il Paratetide in un sistema di sottobacini separati da ponti di terra. La configurazione paleogeografica finale implica la ridistribuzione del sale in vari sottobacini. I bacini periferici ricevono la maggior parte dell’acqua dolce dalle precipitazioni e il deflusso da questi bacini trasferisce sale al bacino centrale, un processo naturale di desalinizzazione. Al centro del sistema, privo dello scarico diretto dai grandi fiumi e alimentato dai fiumi salati in uscita dai bacini periferici, il bacino del Mar Nero diventa un lago salato, concentrando la maggior parte dei sali del Paratetide. Durante gli episodi aridi, questo bacino centrale sarà il più influenzato, restringendosi ulteriormente poiché il ridotto deflusso dai laghi periferici circostanti non compenserà l’evaporazione. Le simulazioni del massimo calo del livello dell’acqua indica che i laghi rimanenti sarebbero ridotti del 31% rispetto alla superficie iniziale e manterrebbero il 66% del loro iniziale volume d’acqua”, spiegano gli esperti.

Il Paratetide era costituito da una catena di profondi sottobacini, collegati da zone poco profonde, distribuiti più o meno lungo la stessa latitudine. A causa del suo isolamento dall’oceano, il megalago si espandeva o contraeva, determinato dallo squilibrio tra precipitazioni, deflusso dei fiumi ed evaporazione. La configurazione paleogeografica senza sbocco sul mare ha reso i livelli del lago vulnerabili agli episodi di instabilità del livello dell’acqua che si sono verificati quando fasce siccitose o piovose si spostavano su questa zona latitudinale. Inizialmente, i livelli dell’acqua erano relativamente stabili poiché le regioni umide si trovavano vicino all’Atlantico ad ovest, con bilanci idrici positivi che compensavano i bacini più secchi dell’entroterra euroasiatico. Il distacco del Lago Pannon nella periferia occidentale ha portato ad una maggiore sensibilità alla siccità del restante Paratetide”, riporta lo studio.

Palcu, D.V., Patina, I.S., Șandric, I. et al. Late Miocene megalake regressions in Eurasia. Sci Rep 11, 11471 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-91001-z

Durante la regressione, gran parte del megalago del Paratetide si è prosciugato, mentre i restanti sottobacini sono diventati laghi indipendenti d’acqua dolce, salmastri o salini. In una svolta paradossale, la regressione ha permesso la formazione di grandi laghi desalinizzati nella periferia del Paratetide. Una notevole area della periferia del Paratetide (più grande di 1,75 milioni di chilometri quadrati) è emersa durante le regressioni ed è stata allagata durante le trasgressioni. Questa instabilità ha ostacolato lo sviluppo permanente dei boschi, favorendo la più flessibile vegetazione di arbusti e praterie e dando origine ad una fascia di steppa-foresta del tardo Miocene che si estendeva per 3.000km lungo la latitudine 45° tra l’Europa centrale e l’Asia centrale. L’apertura della fascia di steppa-foresta e la formazione di ponti di terra durante le regressioni del lago probabilmente hanno fornito un momento ideale per la diffusione delle popolazioni di mammiferi, che vivevano nei paesaggi dell’Asia centrale attraverso questi nuovi passaggi verso l’Europa”, si legge nello studio.

Le crisi idriche del Paratetide si collegano con i cambiamenti del clima e del paesaggio sul continente. All’inizio del tardo Miocene, la maggior parte dell’Eurasia interna era coperta di foreste, che gradualmente svanivano dalle foreste tropicali miste a sud-ovest alle fredde foreste di conifere nelle montagne e all’estremo nord, ad eccezione dell’area del Mediterraneo orientale dove climi più asciutti hanno favorito paesaggi diversi e più aperti. I cambiamenti climatici graduali durante il tardo Miocene hanno portato a un aumento dell’aridificazione e della stagionalità, accompagnate dall’espansione dei paesaggi aperti. Il primo cambiamento si è verificato circa 9,7 milioni di anni fa, in contemporanea con l’inizio dell’instabilità del Paratetide. Un episodio di ridotto ciclo idrologico è osservato in Europa nell’intervallo 9,7-9,5 milioni di anni fa. Nell’area del Mar Nero settentrionale, gli ambienti di foreste relativamente chiusi sono stati sostituiti da ambienti più aperti. Nell’Europa occidentale, un marcato calo delle foreste sempreverdi ricche di frutti e la loro sostituzione con foreste di latifoglie e paesaggi aperti sono iniziati 9,7 milioni di anni fa, come conseguenza dell’aumento della stagionalità. Anche la fauna è cambiata: la maggior parte dei gruppi animali delle foreste e più adattati all’umidità sono scomparsi e specie migranti peri-Mediterraneo e dall’Asia sono arrivate in Europa”, spiegano gli autori.

Il successivo importante cambiamento climatico e paleoambientale si è verificato circa 8,7 milioni di anni fa, in contemporanea con l’instabilità del Paratetide. I paesaggi delle foreste umide europee sono andati persi e sostituiti da boschi e praterie aperte e aride, seguite da una riduzione del ciclo dell’acqua e da un aumento dell’aridità. L’aridità massima in Europa è documentata tra 8 e 7,5 milioni di anni fa, mentre l’Asia centrale ha sperimentato una maggiore aridità circa 8 milioni di anni fa, corrispondente alla più grande regressione documentata nel Paratetide. I nostri risultati riempiono un posto vuoto nella cronologia delle dinamiche climatiche e paesaggistiche dell’Eurasia. Gli episodi di siccità in Europa e Asia sono correlati con le crisi della disponibilità idrica nel megalago del Paratetide”, concludono gli autori, che sostengono che il loro lavoro sollevi interrogativi sul fatto se le crisi del Paratetide siano state “le cause scatenanti, un fattore contribuente o semplici espressioni di episodi climatici aridi in Europa e Asia centrale”.