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I ricercatori hanno scoperto i resti di una gigantesca rete fluviale di oltre 1.500 chilometri sepolti sotto la calotta glaciale antartica. Risalente a circa 40 milioni di anni fa, attraversava il continente da est a ovest quando aveva un clima temperato e ospitava ecosistemi rigogliosi. Questa scoperta potrebbe consentire di affinare i modelli di previsione dell’evoluzione del cambiamento climatico.
100 milioni di anni fa, quando era ancora la parte centrale del supercontinente Gondwana, l’Antartide non era isolata ed era interamente ricoperta di ghiaccio. Si separò dal Gondwana 130 milioni di anni fa per diventare un continente indipendente. Tuttavia, sebbene situato al Polo Sud, il continente aveva condizioni climatiche temperate. L’intero territorio era allora ricoperto da vasti sistemi fluviali e da una rigogliosa vegetazione. Queste condizioni persistettero fino alla fine dell’Eocene (34 milioni di anni fa), quando i livelli di CO2 nell’atmosfera diminuirono.
Ciò portò a un periodo di grande glaciazione iniziato durante la transizione tra l’Eocene e l’Oligocene, da 34 a 44 milioni di anni fa. Durante questo periodo, la flora tropicale scomparve dal continente per essere gradualmente sostituita da vaste distese di tundra. Quest’ultimo, a sua volta, finì per essere soppiantato dalle calotte polari. Questo è uno dei periodi di transizione climatica più pronunciati del Fanerozoico, l’eone che comprende gli ultimi 539 milioni di anni.
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I ricercatori stanno studiando questo importante periodo di transizione per modellare come il pianeta potrebbe reagire in caso di un evento climatico estremo. La quantità di CO2 nell’atmosfera alla fine dell’Eocene era infatti doppia rispetto a quella odierna. Si stima che i livelli potrebbero essere paragonabili entro 150-200 anni, se i gas serra di origine antropica continuassero ad aumentare.
« Se pensiamo ai cambiamenti climatici potenzialmente gravi in futuro, dobbiamo imparare dai periodi della storia della Terra in cui si sono già verificati », ha spiegato a Scienza in diretta Johann Klages, sedimentologo presso il Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina presso l’Istituto Alfred Wegener in Germania.
Tuttavia, le registrazioni geologiche delle condizioni ambientali dell’Antartide in questo momento sono estremamente rare. Tutti gli strati geologici risalenti a questo periodo sono interamente ricoperti di ghiaccio. D’altra parte, le tecniche di carotaggio convenzionali non sono adatte per raccogliere campioni da questi strati.
La serie di perforazioni effettuate da Klages e dai suoi colleghi forniscono nuovi indizi sui paesaggi antartici durante la transizione Eocene-Oligocene, utilizzando tecniche all’avanguardia. I loro risultati — descritti nella rivista Progressi della scienza – rivelano i resti di un paesaggio complesso e diversificato, sepolto sotto lo spesso strato di ghiaccio che ricopre il continente.
Mappa dell’Antartide occidentale che mostra la topografia subglaciale dell’area di studio, comprese le principali unità geologiche e strutture tettoniche, nonché la posizione proposta (con contorno blu) del sistema fluviale dell’Eocene. © Maximilian Zundel et al.
Una rete transcontinentale di 1500 chilometri
La perforazione del team è stata effettuata nel 2017 durante una spedizione a bordo della rompighiaccio Polarstern. Quest’ultimo ha attraversato la parte meridionale del Cile, poi ha navigato attraverso il Passaggio di Drake prima di raggiungere la parte occidentale dell’Antartide, nella baia di Amundsen. Le sequenze sedimentarie più meridionali e più antiche sono state oggetto di operazioni di perforazione fino a 30 metri sotto il fondale marino.
Per analizzare i campioni, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di datazione basate sulla temperatura e sugli isotopi contenuti nei minerali pesanti. La quantificazione dei biomarcatori lipidici è stata utilizzata anche per estrarre ulteriori informazioni sulle condizioni di deposizione dei sedimenti. “ Combinati, i nostri dati ci permettono di ricostruire il paesaggio eocenico dell’Antartide occidentale prima della glaciazione permanente su larga scala “, hanno spiegato nel loro rapporto.
Le analisi isotopiche hanno dimostrato che la parte inferiore degli strati sedimentari si è formata durante il Cretaceo medio, circa 85 milioni di anni fa. Questo strato conteneva spore e pollini fossilizzati tipici delle foreste pluviali temperate. La parte superiore dei sedimenti conteneva sabbie risalenti all’Eocene medio-tardo (da 30 a 40 milioni di anni fa).
Le caratteristiche dello strato eocenico erano fortemente simili a quelle dei sedimenti del delta fluviale. La quantificazione dei marcatori lipidici ha rivelato anche la presenza di molecole che si trovano specificamente nei cianobatteri che vivono nell’acqua dolce. Questi risultati suggeriscono la presenza di una rete fluviale che sfocia nella baia di Amundsen.
D’altra parte, le analisi dei ricercatori hanno mostrato che la maggior parte dei minerali e dei frammenti di roccia contenuti in questi campioni non provengono dall’Antartide occidentale, ma dalle montagne transantartiche situate ai margini dell’Antartide orientale, a migliaia di chilometri. Dalla fine dell’Eocene, questa catena montuosa si è sollevata fino a dividere il continente in una parte orientale e una occidentale. L’erosione di queste montagne ha prodotto grandi quantità di detriti che si ritiene il fiume abbia trasportato per una distanza di 1500 chilometri attraverso il continente. Queste caratteristiche geologiche sono paragonabili a quelle dei grandi sistemi fluviali, come il Mississippi, il Rio Grande e il Reno.
« L’esistenza di un tale sistema fluviale transcontinentale dimostra che, a differenza di oggi, gran parte dell’Antartide occidentale doveva essere al di sopra del livello del mare come vaste pianure costiere. », spiegano gli esperti in un comunicato stampa dell’Istituto Alfred Wegener. A causa della topografia bassa, nel tardo Eocene l’Antartide occidentale sarebbe stata ancora priva di ghiacci, mentre le regioni montuose dell’Antartide orientale cominciavano già ad essere coperte.
Come passo successivo, il team prevede di analizzare campioni sedimentari più recenti, in particolare risalenti alla transizione Oligocene-Miocene (23 milioni di anni fa). Ciò migliorerà l’accuratezza dei modelli del periodo di glaciazione e la previsione dell’evoluzione del cambiamento climatico.
