Svelato il mistero climatico di 66 milioni di anni fa: come il calcio negli oceani ha raffreddato la Terra

Quando si parla di cambiamenti climatici, la tendenza del dibattito odierno è quella di concentrarsi sul brevissimo termine, dimenticando spesso che il nostro pianeta è un sistema dinamico e complesso che si autoregola su scale temporali di milioni di anni. Un recente studio internazionale, pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e guidato dall’Università di Southampton, ha appena gettato una luce affascinante su uno dei più grandi misteri geologici della Terra: come il nostro pianeta sia passato da una torrida “serra tropicale“, l’era in cui dominavano i dinosauri, al mondo temperato e con le calotte polari che conosciamo oggi.

Il segreto di questo imponente raffreddamento globale, che ha visto le temperature precipitare fino a 20 gradi Celsius, non risiede nei cieli, ma nelle profondità degli oceani. E, con un tocco di ironia per chi pensa che la natura sia statica, la colpa è di un semplice elemento chimico: il calcio.

Il segreto scoperto: il crollo del calcio e il termostato planetario

Per decenni, gli scienziati hanno cercato di capire l’esatta concatenazione di eventi che ha portato al progressivo raffreddamento della Terra durante l’Era Cenozoica (iniziata circa 66 milioni di anni fa, subito dopo l’estinzione dei dinosauri). Oggi, grazie all’analisi dei sedimenti marini, il mistero è stato risolto.

Il “segreto” risiede nel bilancio chimico dell’acqua di mare. All’inizio del Cenozoico, i livelli di calcio disciolto negli oceani erano circa il doppio rispetto a oggi. In quelle condizioni, gli oceani funzionavano in modo chimicamente opposto a quello che potremmo immaginare: anziché assorbire carbonio, ne stoccavano meno nei fondali e rilasciavano enormi quantità di anidride carbonica (CO₂) nell’atmosfera, mantenendo il pianeta in uno stato di “super serra“.

Con il passare dei millenni, tuttavia, i livelli di calcio disciolto sono diminuiti di oltre il 50 per cento. Questa riduzione chimica ha alterato radicalmente il modo in cui le forme di vita marina, come il plancton e i coralli, interagivano con il carbonio.

Per rendere chiaro il concetto anche ai non addetti ai lavori, possiamo schematizzare questo ciclo biogeochimico:

• Minore presenza di calcio: i microrganismi marini modificano la loro bio-mineralizzazione, non assorbono più solo calcio, ma cercano altre molecole per costruire il proprio guscio o le proprie strutture.

• Maggiore “fissazione” del carbonio: il carbonio viene intrappolato nei gusci di carbonato di calcio , al posto del molto più scarso calcio.

• Stoccaggio definitivo: quando questi organismi muoiono, cadono sul fondo dell’oceano, seppellendo il carbonio nei sedimenti marini, lontano dall’atmosfera.

• Risultato finale: meno CO₂ nell’aria, riduzione dell’effetto serra atmosferico e drastico raffreddamento del pianeta (dai 15 ai 20 gradi in meno).

Come ha spiegato la dottoressa Xiaoli Zhou della Tongji University, co-autrice dello studio, questo processo “estrae letteralmente l’anidride carbonica dall’atmosfera e la rinchiude”, , ma lo fa agendo come un termostato planetario che viene gradualmente abbassato a temperature molto minori.

I testimoni del passato: i foraminiferi

Foraminiferi

La prova di questa gigantesca transizione climatica non è stata dedotta da modelli teorici astratti, ma da dati concreti estratti dai fondali oceanici. Il team di ricercatori, che unisce menti provenienti da Cina, Stati Uniti, Israele, Danimarca, Germania, Belgio e Paesi Bassi, ha analizzato i resti fossili dei foraminiferi.

Queste minuscole creature marine unicellulari, dotate di un guscio, sono eccezionali archivi storici. La composizione chimica dei loro gusci fossili ha mostrato un legame inequivocabile e diretto tra la quantità di calcio presente nell’acqua di mare in una determinata epoca e il livello di anidride carbonica nell’atmosfera. Più calcio,, più anidride carbonica.

La tettonica a placche come motore macroeconomico del clima

Da un punto di vista  economico applicato alla geologia, se il carbonio è la moneta di scambio dell’effetto serra, la banca centrale che ne ha ridotto la circolazione è stata la tettonica a placche.

Il calo del calcio non è avvenuto per caso. I ricercatori hanno dimostrato che esso coincide quasi perfettamente con il rallentamento dell’espansione dei fondali oceanici. L’espansione dei fondali è quel processo vulcanico che crea continuamente nuova crosta oceanica e che causa anche fenomeni vulcanici. Il calo di questi ha fatto diminuire la quantità di calcio disponibile e portato quindi al raffreddamento del clima. 

Di seguito, un riepilogo delle fasi che collegano le profondità della Terra all’atmosfera:

Un cambio di paradigma per la scienza

L’importanza di questo studio, guidato dal dottor David Evans dell’Università di Southampton, risiede nel capovolgimento della prospettiva abituale. Tradizionalmente, la chimica degli oceani è stata considerata un elemento passivo, una sorta di specchio che rifletteva i cambiamenti climatici innescati altrove.

Questa ricerca dimostra l’esatto contrario. Sono stati i cambiamenti geologici profondi del pianeta a modificare la chimica dell’oceano, e sono stati gli oceani a guidare il cambiamento climatico globale. Come ha sottolineato il professor Yair Rosenthal della Rutgers University, i processi profondi della Terra sono, in ultima analisi, i veri responsabili dei grandi cambiamenti climatici nel tempo geologico.

In conclusione, mentre l’umanità si affanna a comprendere il proprio impatto sul clima nel giro di un paio di secoli, la Terra ci ricorda che possiede meccanismi di autoregolazione di una potenza inimmaginabile. La chimica degli oceani non è solo uno spettatore del clima, ma ne è stata, per milioni di anni, l’architetto principale.

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