Utilizzando la datazione ad alta precisione delle regioni geologiche, gli scienziati hanno trovato prove che uno dei picchi di riscaldamento più significativi degli ultimi 500 milioni di anni ha avuto una durata sorprendentemente breve, circa 300.000 anni. E coincide con un evento di carbonio che si è verificato mezzo milione di anni dopo un episodio igneo precedente rispetto a quanto si pensasse avesse causato il picco ipertermale. Il loro studio è stato pubblicato sulla rivista Geology.
L’evento anossico oceanico del Toarciano (T-OAE), chiamato anche evento di Jenkyns, si è verificato circa 183 milioni di anni fa, nella prima parte dell’era Giurassica e appena 18 milioni di anni dopo l’evento di estinzione del Triassico-Giurassico, che è stato il quarto dei cinque principali eventi di estinzione della Terra (siamo attualmente nella sesta estinzione di massa).
“Sebbene sappiamo molto sui tipi di cambiamenti ambientali che hanno accompagnato il riscaldamento, l’età esatta e la scala temporale dell’OAE del Toarciano sono state a lungo dibattute“, ha affermato David Kemp della China University of Geosciences di Wuhan, autore principale dello studio. “Questa conoscenza è importante per stabilire la probabile causa dell’evento e per determinare i tassi di riscaldamento e i cambiamenti ambientali associati”.
Tali informazioni sono importanti non solo per i paleoclimatologi e i geologi, ma anche per gli scienziati del clima che studiano il riscaldamento globale odierno e utilizzano qualsiasi informazione possano ottenere dal passato per determinare la sensibilità del nostro clima, ovvero quanto si riscalderà la superficie del pianeta per un raddoppio dell’anidride carbonica atmosferica. È importante anche per altri scienziati che studiano il ciclo dell’acqua della Terra, i cambiamenti nel ghiaccio, negli oceani e nel livello del mare e il loro impatto sulla vita.
L’evento anossico oceanico del Toarciano
“Precedenti stime hanno suggerito durate comprese tra 300.000 anni e oltre un milione di anni”, ha affermato Kemp. “Il nostro lavoro dimostra che l’evento è durato piuttosto poco, probabilmente circa 300.000 anni”.
Il T-OAE era già noto come un evento di riscaldamento “ipertermale”, un significativo riscaldamento globale di breve durata. È noto come uno degli eventi ipertermali più significativi degli ultimi 540 milioni di anni, un periodo noto come Eone Fanerozoico. Ha visto un riscaldamento dell’acqua di mare fino a 5°C, una diffusa deossigenazione degli oceani (anossia), l’acidificazione degli oceani, un aumento dell’erosione chimica e un ciclo idrologico più rapido. Anche estinzioni hanno avuto luogo durante il T-OAE, principalmente di animali marini.
Lo studio
Per determinare meglio la scala temporale del T-OAE e la fonte del suo riscaldamento, Kemp e il suo gruppo hanno utilizzato la datazione ad alta precisione dei grani del minerale zircone trovato nella cenere vulcanica in rocce sedimentarie stratificate in Giappone. “Precedenti lavori avevano già suggerito che l’evento avrebbe potuto essere collegato al vulcanismo“, ha detto Kemp, “e il nostro studio fornisce un supporto convincente a questo”.
Quando i vulcani eruttano, espellono un’ampia varietà di materiali: magma, aerosol come l’anidride solforosa che può raggiungere la stratosfera e gas come l’anidride carbonica attraverso le bocche. Il magma emette anche anidride carbonica, che nell’atmosfera intrappola parte del calore emesso dalla superficie della Terra che fornisce un effetto serra.
“Sembra probabile che le emissioni di gas serra associate al vulcanismo potrebbero aver innescato il riscaldamento globale all’OAE del Toarciano”, ha detto Kemp. “Un modo in cui ciò potrebbe essere accaduto”, ha continuato Kemp, “è che il magma in aumento associato al vulcanismo potrebbe essersi infiltrato in rocce come carbone e scisto che contengono molta materia organica” e il suo riscaldamento potrebbe aver generato grandi quantità di anidride carbonica e metano, un altro potente gas serra. “Il rapido rilascio di questi gas nell’atmosfera avrebbe innescato il riscaldamento”.
Oltre a trovare una durata del T-OAE inaspettatamente breve di 300.000 anni (con limiti di misurazione da 169.000 anni a 407.000 anni), l’ipertermale ha coinciso con il magmatismo della grande provincia ignea (LIP) di Ferrar, associato alla rottura del supercontinente Gondwana. Una grande provincia ignea (LIP) è un accumulo molto grande di rocce ignee, che si forma quando il magma attraversa la crosta terrestre e raggiunge la superficie, e spesso si verifica contemporaneamente a estinzioni di massa e rapidi cambiamenti climatici.
La LIP del Karoo è iniziata circa 500.000 anni prima dell’inizio della LIP di Ferrar; la metodologia di datazione di Kemp e dei suoi colleghi è sufficientemente precisa da confutare i lavori precedenti che collegavano la LIP del Karoo al riscaldamento del T-OAE. Piuttosto, entrambi gli eventi sono stati guidati da un degassamento di carbonio estremamente rapido prodotto dal calore durante le rispettive LIP, forse di durata inferiore a un millennio.
“La nostra nuova scala temporale per l’evento ci aiuterà a comprendere meglio il ritmo e la tempistica di queste emissioni“, ha affermato Kemp, “così come il ritmo e la tempistica dei vari cambiamenti ambientali associati al riscaldamento globale”.
In particolare, l’esperto nota che può ora essere determinato il tasso della marcata riduzione dei livelli di ossigeno nell’acqua di mare durante il T-OAE e può essere quantificato il ritmo della perdita di specie e del recupero dell’ecosistema.
