Denti di dinosauro come capsule del tempo di dati climatici: nel Mesozoico concentrazioni di CO2 molto più alte di oggi

Una fonte di informazioni precedentemente inutilizzata sta ora gettando nuova luce sul clima terrestre durante l’era dei dinosauri. I denti fossilizzati di dinosauro mostrano che le concentrazioni di anidride carbonica nell’atmosfera durante l’era mesozoica, ovvero da 252 a 66 milioni di anni fa, erano molto più elevate di quelle odierne. Questo è stato determinato dai ricercatori delle Università di Gottingen, Magonza e Bochum in seguito all’analisi degli isotopi di ossigeno nello smalto dei denti di dinosauro.

Gli scienziati hanno utilizzato una nuova tecnica innovativa per rilevare i rapporti relativi di tutti e tre gli isotopi naturali di ossigeno, aprendo nuove prospettive per la ricerca geologica sul clima. Inoltre, i dati sugli isotopi mostrano che la produzione primaria di tutte le piante all’epoca era il doppio di quella attuale. Ciò probabilmente contribuì a creare un clima particolarmente dinamico durante l’epoca dei dinosauri. I risultati dello studio sono stati pubblicati di recente sulla rivista PNAS.

Lo studio

Il team di ricercatori ha studiato lo smalto dei denti di dinosauro rinvenuti in Nord America, Africa ed Europa e risalenti al tardo Giurassico e al tardo Cretaceo. Lo smalto dei denti è uno dei materiali biologici più stabili. Contiene tre isotopi dell’ossigeno che un dinosauro avrebbe inalato con l’aria durante la respirazione. I rapporti dei singoli isotopi nell’ossigeno atmosferico sono determinati dalle variazioni dei livelli di anidride carbonica atmosferica e dall’attività fotosintetica della vegetazione. La connessione risultante consente di utilizzare i denti di dinosauro per trarre conclusioni sulla natura del clima e della vegetazione durante l’era dei dinosauri.

I risultati

Durante il tardo Giurassico, circa 150 milioni di anni fa, l’atmosfera conteneva una concentrazione di anidride carbonica (CO₂) quattro volte superiore a quella del periodo precedente l’inizio dell’industrializzazione, ovvero prima che l’attività umana provocasse il rilascio di grandi quantità di gas serra nell’aria. Circa 73-66 milioni di anni fa, nel Cretaceo superiore, la concentrazione di CO₂ corrispondente era tre volte superiore al livello preindustriale.

Il team ha scoperto che alcuni denti di Tyrannosaurus rex e Kaatedocus sibericontenevano combinazioni insolite di isotopi di ossigeno. Ciò potrebbe essere la prova di picchi di livelli di CO₂ nell’aria attribuibili all’attività vulcanica, come le massicce eruzioni avvenute in quella che oggi è l’India, nella regione basaltica alluvionale dei Trappi del Deccan alla fine del Cretaceo. Il fatto che la vegetazione terrestre e acquatica fosse più fotosinteticamente attiva a livello globale può probabilmente essere attribuito anche ai livelli di CO₂ e alle temperature medie annue più elevate.

Una svolta nella paleoclimatologia

I nuovi risultati rappresentano una svolta nella paleoclimatologia. Finora, i ricercatori hanno utilizzato principalmente i carbonati del suolo e i cosiddetti proxy marini per ricostruire il clima del passato. I proxy marini sono indicatori indiretti presenti negli ambienti marini che si correlano così strettamente con i parametri in esame da rappresentarne dei surrogati. Sfortunatamente, i risultati ottenuti sono soggetti a incertezza.

Analizzando i tre isotopi di ossigeno nei denti fossilizzati, i ricercatori hanno sviluppato il primo metodo incentrato sui vertebrati terrestri. “Il nostro metodo ci fornisce informazioni completamente nuove sul passato della Terra”, ha affermato l’autore principale dell’articolo, Dingsu Feng del Dipartimento di Geochimica e Geologia Isotopica dell’Università di Gottinga. “Ora abbiamo la possibilità di utilizzare lo smalto dei denti fossilizzato per studiare la composizione dell’atmosfera della Terra primordiale e la produttività della vegetazione terrestre e marina di allora. Questo è fondamentale per la nostra comprensione delle dinamiche climatiche a lungo termine”.

Come sottolinea Feng, i dinosauri stanno diventando esperti del clima: “i loro denti hanno registrato il clima di oltre 150 milioni di anni fa e finalmente siamo in grado di leggere quella registrazione”.