Un ambizioso tentativo di comprendere il clima della Terra negli ultimi 485 milioni di anni ha rivelato una storia di cambiamenti radicali e temperature molto più calde di quanto gli scienziati pensassero in precedenza, offrendo un promemoria della portata dei cambiamenti che il pianeta ha già subito.
La cronologia, pubblicata giovedì sulla rivista Science, è la ricostruzione più rigorosa delle temperature passate della Terra mai prodotta, hanno affermato gli autori. Creata combinando più di 150.000 prove fossili con modelli climatici all’avanguardia, mostra l’intimo legame tra anidride carbonica e temperature globali e rivela che il mondo era in uno stato molto più caldo per la maggior parte della storia della vita animale complessa.
Il progetto è iniziato quasi un decennio fa, quando gli scienziati dello Smithsonian stavano sviluppando una nuova sala dei fossili per il National Museum of Natural History. A differenza della maggior parte delle altre mostre di paleontologia, che tendono a mettere in risalto la stranezza dei dinosauri e di altre creature antiche, la nuova sala ha cercato di tracciare parallelismi tra il passato della Terra e i cambiamenti climatici che si verificano oggi.
Ma quando i curatori decisero di tracciare la temperatura della Terra durante il Fanerozoico, si resero conto che non esisteva una linea temporale unica. Mentre gli scienziati potevano mettere insieme stime da set di dati disparati e ricostruzioni di intervalli di tempo più brevi, l’approccio lasciava ampio spazio a incertezza ed errore.
Il primo compito è stato quello di creare un database di indicatori climatici, ovvero pezzi di prove fossili che suggeriscono come fosse il mondo in passato. Ad esempio, la varietà di ossigeno trovata nei denti di creature estinte simili ad anguille note come conodonti riflette la temperatura dell’acqua negli oceani in cui vivevano. La composizione chimica dei grassi nelle alghe antiche indica come costruivano le loro pareti cellulari per far fronte al calore.
Tuttavia, il database era limitato alle prove provenienti dagli oceani, che coprono solo il 70 percento della superficie del pianeta. E ogni proxy poteva rivelare solo la temperatura in una posizione specifica in un momento specifico. Anche con 150.000 punti dati, ha detto Judd, era come cercare di mettere insieme un puzzle con solo l’1 percento dei pezzi.
I ricercatori potrebbero ottenere un quadro migliore e più ampio utilizzando un modello climatico, ma tali simulazioni potrebbero variare notevolmente a seconda delle ipotesi fatte su come si comporta la Terra e gli scienziati non avrebbero modo di sapere quale risultato fosse corretto. Quindi il team si è rivolto a una tecnica chiamata assimilazione dei dati, che combina prove del mondo reale con modelli climatici per produrre risultati più rigorosi e accurati.
Secondo lo studio, al suo apice la temperatura media della Terra ha raggiunto i 36 gradi Celsius, ben al di sopra dello storico valore di 14,98 °C raggiunto dal pianeta l’anno scorso.
La cronologia comprende quasi l’intero Fanerozoico, l’eone geologico che iniziò con l’emergere di organismi multicellulari non microscopici e continua oggi. Rappresenta un clima globale più dinamico ed estremo di quanto i ricercatori avessero immaginato, ha affermato Jess Tierney, climatologo presso l’Università dell’Arizona e coautore dello studio. Rispetto ai grafici basati esclusivamente su modelli climatici, che tendono a rappresentare oscillazioni di temperatura più piccole e lente, la nuova cronologia è piena di picchi improvvisi e cambiamenti bruschi.
Ma, in linea con decenni di ricerche passate sul clima, il grafico è vicino alle stime dell’anidride carbonica atmosferica, con temperature in aumento in proporzione alle concentrazioni di questo gas che intrappola il calore. Sfortunatamente, questo studio non ci consente di sapere se è stato l’aumento delle temperature a portare all’aumento della CO2 (come osservato negli studi paleoclimatici dell’attuale interglaciale) o viceversa. In effetti, in periodi di studio molto lunghi come questo, la precisione temporale diminuisce man mano che si torna indietro nel tempo e questo non ci consente di rilevare cambiamenti molto bruschi che si verificano nell’arco di poche decine o centinaia di anni.
All’inizio della linea temporale, circa 485 milioni di anni fa, la Terra si trovava in quello che è noto come clima serra, senza calotte polari e con temperature medie superiori a 30°C. Gli oceani pullulavano di molluschi e artropodi e le primissime piante stavano appena iniziando a mettere piede sulla terraferma.
Le temperature iniziarono a scendere lentamente nei successivi 30 milioni di anni, man mano che l’anidride carbonica atmosferica veniva estratta dall’aria, prima di precipitare in quello che gli scienziati chiamano uno stato di serra fredda circa 444 milioni di anni fa. Le calotte glaciali si espansero sui poli e le temperature globali scesero di oltre 10 gradi Celsius. Si pensa che questo rapido raffreddamento abbia innescato la prima delle “cinque grandi” estinzioni di massa della Terra: circa l’85% delle specie marine scomparve quando i livelli del mare si abbassarono e la chimica degli oceani cambiò.
Un cambiamento ancora più drammatico si verificò alla fine del periodo Permiano, circa 251 milioni di anni fa. Enormi eruzioni vulcaniche rilasciarono miliardi di tonnellate di anidride carbonica nell’atmosfera, causando un aumento della temperatura del pianeta di circa 10°C in circa 50.000 anni. Piogge acide caddero su ogni continente. Gli ecosistemi marini crollarono mentre gli oceani diventavano bollenti e si impoverivano di ossigeno.
Lo studio chiarisce anche che le condizioni a cui gli esseri umani sono abituati sono molto diverse da quelle che hanno dominato la storia del nostro pianeta. Per la maggior parte del Fanerozoico, suggerisce la ricerca, le temperature medie superavano i 22 °C, con poco o nessun ghiaccio ai poli. I climi freddi, incluso il nostro, prevalevano solo nel 13% dei casi. Su una scala temporale geologica, ci troviamo attualmente in un periodo freddo nonostante il riscaldamento globale osservato dalla fine della Piccola era glaciale 150 anni fa.
La nuova cronologia delle temperature solleva tante domande quante risposte, ha detto Wing. Trovare temperature medie globali di oltre 35 gradi Celsius implica che alcune parti del pianeta fossero ancora più calde: durante le parti più calde del Cretaceo, ad esempio, le temperature medie all’interno dei continenti avrebbero potuto raggiungere i 50 °C. Anche le specie moderne più resistenti appassirebbero in un ambiente così soffocante.
“È un’indicazione di tutto ciò che non sappiamo su come funzionano i climi delle serre”, ha affermato Wing.
Forse gli organismi che si sono evoluti durante l’era della serra erano molto più adattati al calore estremo rispetto alle piante e agli animali che vivono oggi, ha aggiunto. O forse le temperature globali erano molto più uniformi durante quei periodi, con poche regioni che diventavano molto più fredde o più calde della media.
