Sepolta nelle profondità della calotta glaciale della Groenlandia si trova una misteriosa firma chimica che ha scatenato un intenso dibattito scientifico. Un forte picco nelle concentrazioni di platino, scoperto in una carota di ghiaccio (un cilindro di ghiaccio estratto da calotte glaciali e ghiacciai) e datato a circa 12.800 anni fa, ha supportato l’ipotesi che la Terra sia stata colpita da un meteorite o una cometa esotici in quel periodo. Ora una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista PLOS One, offre una spiegazione molto più banale: questa misteriosa firma di platino potrebbe aver avuto origine da un’eruzione vulcanica in Islanda, non dallo spazio.
La tempistica è importante. Il picco di platino si verifica vicino all’inizio dell’ultimo grande periodo freddo del nostro pianeta, il Dryas Recente. Questo durò da circa 12.870 a 11.700 anni fa e vide un crollo delle temperature in tutto l’emisfero settentrionale.
Ciò accadde proprio mentre il pianeta si stava effettivamente riscaldando dopo l’ultima era glaciale. Capire cosa ha innescato questa ondata di freddo potrebbe aiutarci a capire come il clima terrestre potrebbe cambiare in futuro.
I ricercatori hanno ipotizzato che questa fase glaciale nella storia climatica della Terra sia stata in realtà causata da una grande eruzione vulcanica in Germania o dall’eruzione di un vulcano sconosciuto.
Un mistero climatico
Le carote di ghiaccio mostrano che durante il millenario Dryas Recente, le temperature in Groenlandia sono scese di oltre 15°C rispetto a oggi. L’Europa è tornata a condizioni quasi glaciali, con la tundra che ha sostituito le foreste che avevano iniziato a prosperare. Le fasce pluviali delle basse latitudini si sono spostate verso sud.
La spiegazione tradizionalmente accettata prevede un massiccio rilascio di acqua dolce dallo scioglimento delle calotte glaciali nordamericane. Questo impulso di acqua dolce ha interrotto la circolazione oceanica, influenzando le temperature. Tuttavia, altri ricercatori hanno proposto che l’evento sia stato innescato dall’impatto di una cometa o di un asteroide sul Nord America.
Nel 2013, i ricercatori che analizzavano le carote di ghiaccio prelevate nell’ambito del Greenland Ice Sheet Project (GISP2) scoprirono concentrazioni di platino ben al di sopra dei livelli normali. Anche il rapporto tra platino e un elemento chiamato iridio era insolito, poiché le rocce spaziali di solito presentano alti livelli di iridio, mentre il picco della carota di ghiaccio non ne contiene. La firma della carota di ghiaccio era molto diversa da qualsiasi cosa osservata in meteoriti o rocce vulcaniche conosciute.
Gli autori dello studio sull’impatto spaziale suggerirono che forse l’insolita chimica del ghiaccio riflettesse l’impatto di un insolito asteroide composto da ferro.
Un articolo successivo propose che la chimica del ghiaccio potesse riflettere l’eruzione vulcanica tedesca del Laacher See, che aveva una geochimica insolita e si verificò più o meno in quel periodo. Per verificare questa ipotesi, gli autori del nuovo studio hanno raccolto e analizzato 17 campioni di pomice vulcanica dai depositi lasciati dall’eruzione del Laacher See. Hanno misurato platino, iridio e altri oligoelementi per creare un’impronta chimica dell’eruzione.
I risultati erano chiari: le pomici del Laacher See non contengono praticamente platino, con concentrazioni inferiori o appena al di sotto dei limiti di rilevabilità. Anche se una parte del platino potrebbe essere fuoriuscita nell’atmosfera prima di essere intrappolata nella roccia, l’eruzione non è stata chiaramente la fonte del picco di platino in Groenlandia.
Inoltre, esaminando attentamente la tempistica, utilizzando cronologie aggiornate delle carote di ghiaccio, i ricercatori hanno scoperto che il picco di platino si è verificato in realtà circa 45 anni dopo l’inizio del Dryas Recente, troppo tardi per aver innescato il raffreddamento.
Questo risultato è stato ottenuto in modo indipendente, ma era coerente con ricerche precedenti che avevano riscontrato lo stesso risultato. È importante sottolineare che le elevate concentrazioni di platino sono durate 14 anni, suggerendo un evento prolungato piuttosto che un impatto istantaneo di un asteroide o di una cometa.
I risultati
I ricercatori hanno poi confrontato la firma chimica della carota di ghiaccio con vari altri campioni geologici e hanno scoperto che la corrispondenza più vicina era con i condensati di gas vulcanici (i prodotti che si formano quando i gas rilasciati da un vulcano si raffreddano dallo stato gassoso a quello liquido o solido), in particolare dai vulcani sottomarini.
I vulcani islandesi possono produrre eruzioni fessurali che durano anni o addirittura decenni, equivalenti ai 14 anni del picco di platino. Durante la fase di scioglimento che ha preceduto il Dryas Recente, l’attività vulcanica islandese è aumentata drasticamente, poiché lo scioglimento delle calotte glaciali ha ridotto la pressione sulla crosta terrestre.
Fondamentalmente, le eruzioni sottomarine o subglaciali interagiscono con l’acqua in modi che potrebbero spiegare questa insolita chimica. L’acqua di mare può rimuovere composti di zolfo, concentrando al contempo altri elementi come il platino nei gas vulcanici. Questi gas ricchi di platino potrebbero quindi raggiungere la Groenlandia e depositarsi sulla calotta glaciale, spiegando la strana geochimica.
Recenti ricerche sulle eruzioni storiche islandesi supportano questo meccanismo. L’eruzione del Katla dell’VIII secolo ha prodotto un picco di 12 anni di metalli pesanti come bismuto e tallio nelle carote di ghiaccio della Groenlandia. L’eruzione dell’Eldgjá del X secolo ha provocato un picco di cadmio nel ghiaccio glaciale. Sebbene il platino non sia stato misurato in quegli studi, questi esempi mostrano che i vulcani islandesi rilasciano regolarmente metalli pesanti nella calotta glaciale della Groenlandia.
Una prova schiacciante?
A causa della discrepanza cronologica, qualunque sia stato il meccanismo responsabile del picco di platino non ha innescato il Dryas Recente. La ricerca, tuttavia, evidenzia risultati precedenti che mostrano un massiccio picco di solfati vulcanici in diverse carote di ghiaccio, coincidente esattamente con l’inizio del raffreddamento 12.870 anni fa.
Questa eruzione, che sia dovuta all’eruzione del Laacher See o a un vulcano sconosciuto, ha immesso nell’atmosfera una quantità di zolfo sufficiente a rivaleggiare con le più grandi eruzioni della storia documentata. Le eruzioni vulcaniche possono innescare il raffreddamento rilasciando zolfo nella stratosfera, riflettendo la luce solare in arrivo e potenzialmente innescando una serie di feedback positivi, tra cui l’espansione del ghiaccio marino, il cambiamento dei pattern dei venti e l’interruzione delle correnti oceaniche, sebbene la ricerca futura debba approfondire ulteriormente questo aspetto.
Il consistente forcing vulcanico all’inizio del Dryas Recente – un periodo in cui il clima si trovava già a metà tra un’era glaciale e una interglaciale (i periodi tra le ondate di freddo) – potrebbe aver fornito la spinta che ha riportato il clima terrestre a uno stato freddo.
È importante notare che la ricerca si è concentrata sul picco di platino e non ha preso in considerazione altre prove, come le sferule (frammenti sferici di roccia fusa) e i black mat (misteriosi strati scuri nel terreno), di un impatto extraterrestre. Detto questo, sulla base dell’analisi dei nuovi risultati e dei dati esistenti, una grande eruzione vulcanica nell’emisfero settentrionale sembra essere la spiegazione più semplice per l’evento del Dryas Recente, sostengono gli autori dello studio.
Comprendere i fattori scatenanti del clima del passato è fondamentale per anticipare ciò che ci aspetta. Sebbene la probabilità di un impatto meteoritico o di un’eruzione vulcanica di grandi dimensioni in un dato anno sia bassa, è praticamente certo che tali eventi si verifichino prima o poi. Conoscere la risposta del clima terrestre in passato è quindi fondamentale per prepararsi alle conseguenze del prossimo evento di grande portata.
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