Nell’Antartide occidentale c’era una immensa foresta pluviale

Una scoperta sensazionale: il suolo forestale di 90 milioni di anni fa fornisce prove inattese del clima eccezionalmente caldo nel Cretaceo vicino al Polo Sud
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Lo studio “Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth”, pubblicato su Nature da un folto team internazionale di ricercatori guidato dai geoscienziati dell’Alfred-Wegener-Institutes (AWI) dell’ Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, mette in una prospettiva nuova e senza precedenti la storia climatica dell’Antartide. I ricercatori tedeschi spiegano che «In un nucleo di sedimenti raccolto nel Mare di Amundsen, nell’Antartide occidentale, nel febbraio 2017, il team ha scoperto il suolo forestale incontaminato del Cretaceo, compresa una ricchezza di pollini e spore di piante e una fitta rete di radici. Queste piante confermano che, circa 90 milioni di anni fa, la costa dell’Antartide occidentale ospitava foreste pluviali temperate e paludose dove la temperatura media annuale era di circa 12 gradi Celsius: un clima eccezionalmente caldo per una posizione vicino al Polo Sud».

I ricercatori hanno ipotizzato che questo caldo fosse possibile «solo perché non esisteva una calotta glaciale antartica e perché la concentrazione atmosferica di biossido di carbonio era significativamente più elevata di quanto indicato finora dai modelli climatici». Lo studio, oltre a fornire i dati ambientali e climatici sul Cretaceo mai raccolti finora, pone nuove sfide per i modellatori climatici di tutto il mondo».

Il medio cretaceo, da 115 milioni a 80 milioni di anni fa, era non solo l’era dei dinosauri, ma è stato anche il periodo più caldo degli ultimi 140 milioni di anni. Allora, le temperature della superficie del mare ai tropici erano probabilmente circa 35 gradi Celsius e il livello del mare era 170 metri più elevato di oggi. «Eppure – evidenziano i ricercatori – sappiamo ancora molto poco delle condizioni ambientali nel Cretaceo a sud del circolo polare, dal momento che non esistono praticamente archivi climatici affidabili che si estendano così indietro nel tempo».

Grazie alle prove uniche che contiene, il nuovo nucleo di sedimenti offre al team di esperti la prima possibilità di ricostruire quale fosse il clima dell’Antartico occidentale durante il periodo più caldo del Cretaceo. Nella carota di sedimenti che il team ha raccolto con la piattaforma MARUM-MeBo7 0 dell’Università di Brema   grazie alla trivellazione nei fondali marini vicino al ghiacciaio di Pine Island durante una spedizione a bordo della RV  Polarstern, è venuto fuori un terreno forestale incontaminato risalente al Cretaceo.

Il principale autore dello studio, Johann Klages, geologo dell’AWI, ricorda che «Durante le prime valutazioni a bordo della nave, la insolita colorazione dello strato di sedimento ha catturato rapidamente la nostra attenzione; differiva chiaramente dai suoi strati superiori. Inoltre, le prime analisi hanno indicato che, a una profondità di 27-30 metri sotto il fondo dell’oceano, avevamo trovato uno strato formatosi originariamente sulla terra, non nell’oceano». Ma il team di scienziati non si è reso davvero conto di cosa aveva scoperto davvero fino a quando il nucleo del sedimento non è stato sottoposto a scansioni con una tomografia computerizzata a raggi X (CT) e ora dice che «Le immagini CT hanno rivelato una fitta rete di radici che si diffondevano attraverso l’intero strato di terreno di argilla e limo a grana fine». Un suolo antichissimo ma così ben conservato che i ricercatori hanno potuto distinguere le singole strutture cellulari. Inoltre, il campione di suolo contiene innumerevoli tracce di polline e spore di varie piante vascolari, inclusi i primi resti di piante da fiore mai trovati a queste alte latitudini antartiche».

Un altro autore dello studio, il paleoecologo Ulrich Salzmann della Northumbria University, spiega a sua volta che «I numerosi resti di piante indicano che 93 – 83 milioni di anni fa la costa dell’Antartide occidentale era un territorio paludoso in cui crescevano le foreste pluviali temperate, simili alle foreste che si possono ancora trovare, ad esempio, sull’Isola del Sud della Nuova Zelanda».

I risultati dell’analisi della vegetazione hanno sconcertato i ricercatori che si sono posti un paio di domande: «In quali condizioni climatiche potrebbero essersi formate le foreste pluviali temperate a una latitudine geografica di circa 82 gradi sud? Anche durante il Cretaceo, il continente antartico si trovava al Polo Sud, il che significa che la regione di origine del suolo forestale era soggetta a una notte polare di quattro mesi; per un terzo di ogni anno non c’era nessuna luce che permettesse la loro sopravvivenza». Klages aggiunge: «Per avere un’idea migliore di come fosse il clima in questa fase più calda del Cretaceo, abbiamo prima valutato le condizioni climatiche in cui vivono i moderni discendenti delle piante». Successivamente, i ricercatori hanno cercato nel campione di terreno indicatori geochimici e biologici delle temperature e delle precipitazione, sulla base dei quali hanno potuto ricostruire la temperatura dell’aria e dell’acqua nelle foreste pluviali dell’Antartico occidentale, nonché la quantità di precipitazioni che hanno ricevuto.

I risultati delle varie analisi si sono incastrati come i pezzi di un puzzle: «Circa 90 milioni di anni fa – dicono gli scienziati – a soli 900 km dal Polo Sud c’era un clima temperato. La temperatura media annuale dell’aria era di circa 12 gradi Celsius; in altre parole, nel Cretaceo, la temperatura media vicino al Polo Sud era all’incirca 2 gradi più calda della temperatura media di oggi in Germania. Le temperature estive erano in media di circa 19 gradi Celsius; le temperature dell’acqua nei fiumi e nelle paludi raggiungevano i 20 gradi; la quantità e l’intensità delle precipitazioni nell’Antartide occidentale erano simili a quelle odierne nel Galles».

I ricercatori hanno quindi utilizzato questi nuovi dati su vegetazione, temperatura e precipitazioni dall’Antartide occidentale come valori target per le simulazioni del clima nel medio-cretaceo. I loro calcoli realizzati con un modello paleoclimatico hanno rivelato che «Le condizioni ricostruite potevano essere raggiunte solo quando (1) il continente antartico era coperto da una fitta vegetazione, (2) non c’erano masse di ghiaccio terrestre della dimensione di una calotta glaciale nella regione del Polo Sud e (3) la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera era molto più elevata di quanto precedentemente ipotizzato per il Cretaceo».

Un altro autore dello studio. Torsten Bickert, del centro di ricerca MARUM dell’università di Brema, fa notare che «Prima del nostro studio, il presupposto generale era che la concentrazione globale di anidride carbonica nel Cretaceo fosse di circa 1.000 ppm. Ma nei nostri esperimenti basati su modelli, ci volevano livelli di concentrazione da 1.120 a 1.680 ppm per raggiungere le temperature medie di allora nell’Antartico. Di conseguenza, lo studio dimostra sia l’enorme potenza dell’anidride carbonica come gas serra, sia quanto siano essenziali gli effetti di raffreddamento delle odierne calotte glaciali. Ora sappiamo che potrebbero esserci stati facilmente quattro mesi consecutivi senza luce solare nel Cretaceo. Ma poiché la concentrazione di anidride carbonica era così elevata, il clima attorno al Polo Sud era comunque temperato, senza masse di ghiaccio»

All’Awi dicono che «La grande domanda ora è: se all’epoca l’Antartide diventava così calda, che cosa faceva sì che il clima si sia raffreddato in modo così drammatico da formare di nuovo le calotte glaciali?»

Lohmann ammette che «Le nostre simulazioni climatiche non hanno ancora fornito una risposta soddisfacente. Trovare le cause di questi punti di non ritorno è ora una sfida chiave per la comunità internazionale di ricerca climatica».