Una nuova ricerca dell’Università della California, Davis, dell’Accademia Cinese delle Scienze e della Texas A&M University rivela che massicce emissioni, o eruzioni, di anidride carbonica dai sistemi naturali della Terra hanno portato a significative riduzioni delle concentrazioni di ossigeno negli oceani circa 300 milioni di anni fa. Combinando analisi geochimiche di carote di sedimenti e modelli climatici avanzati, lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, evidenzia cinque periodi in cui significative riduzioni dei livelli di ossigeno negli oceani (dal 4% al 12%) hanno coinciso con significativi aumenti dei livelli di anidride carbonica nell’atmosfera. Tali eventi privi di ossigeno, o anossici, sono noti per i loro effetti dannosi sulla vita marina e sulla biodiversità.
Nonostante le loro radici nel lontano passato, i risultati sono rilevanti per l’attuale clima globale e per il suo futuro. Se eventi di simile portata si verificassero oggi, probabilmente influenzerebbero aree costiere importanti per la pesca e la biodiversità marina.
“Questo è il nostro unico esempio di grandi cambiamenti nell’anidride carbonica a livelli paragonabili a quelli attuali, dove ne osserviamo raddoppiamenti e triplicamenti”, ha affermato l’autrice senior Isabel P. Montañez, Professoressa Emerita presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti dell’UC Davis.
Ciò che è diverso, tuttavia, è la fonte dell’anidride carbonica. Mentre i livelli di anidride carbonica dei climi del passato erano influenzati da sistemi naturali come le eruzioni vulcaniche, le emissioni di anidride carbonica prodotte e correlate all’uomo influenzano fortemente i livelli odierni. “Stiamo creando un’eruzione ora e ad un tasso due, forse tre ordini di grandezza superiore rispetto al passato”, ha affermato Montañez.
Carote di sedimenti e modelli climatici profondi
Nello studio, il team ha utilizzato carote di sedimenti provenienti da una formazione geologica nella Cina meridionale chiamata successione di Naqing. Analizzando la composizione geochimica di questi nuclei di acque profonde, in particolare gli isotopi di uranio carbonatico, il team ha registrato le condizioni ambientali della Terra da 310 a 290 milioni di anni fa.
“Attraverso questa analisi, osserviamo queste “eruzioni” non solo nell’anidride carbonica, ma anche nella firma degli isotopi di uranio dell’oceano“, ha affermato Montañez. “Sono perfettamente allineati e le dimensioni di quei picchi di uranio ci forniscono informazioni sull’entità dell’anossia oceanica“.
Il team ha poi utilizzato queste informazioni per modellare modelli climatici all’avanguardia, sviluppati dagli autori di questo studio, utilizzati per comprendere meglio i climi antichi. “Si tratta di un framework matematico in cui inseriamo tutte le nostre informazioni proxy e le eseguiamo centinaia di migliaia di volte su un supercomputer”, ha affermato Montañez. “In pratica, modella al meglio ciò che è più realistico, date tutte le incertezze, tutti i dati noti e tutte le informazioni fornite”.
Sulla base della modellizzazione, il team ha rilevato cinque casi di diminuzione dell’ossigeno nell’oceano globale, dal 4% al 12%, tra 290 e 310 milioni di anni fa. Ogni periodo è durato circa 100.000-200.000 anni.
Sebbene la diminuzione dell’ossigeno oceanico non sembri correlata a nessuna estinzione di massa nota, è in linea con le pause nella biodiversità osservabili nelle registrazioni geologiche. “Osserviamo queste pause nella biodiversità ogni volta che si verificano queste eruzioni“, ha affermato Montañez. “Ha avuto un impatto. Molto probabilmente, le regioni costiere sono state le più colpite”.
Registri del passato, lezioni per il futuro
La Terra di 300 milioni di anni fa era molto diversa da quella di oggi. Innanzitutto, l’ossigeno nell’atmosfera era dal 40% al 50% superiore a quello odierno. Nonostante le differenze tra passato e presente, l’entità degli aumenti dei livelli di anidride carbonica è simile.
Questo potrebbe essere interpretato come un avvertimento, secondo Montañez. “Si tratta di una scoperta enorme, perché come si fa a prendere un oceano che si trova sotto un’atmosfera con molto più ossigeno di oggi e a permettere che accada?”, ha detto Montañez. “Il messaggio per noi è: ‘non siate così sicuri di non poterlo fare di nuovo con l’attuale rilascio di anidride carbonica provocato dall’uomo'”.