Sulle tracce del cambiamento climatico globale: il vulcanismo come motore del clima nella “crisi Carniana”.


Ecosistema del tardo Triassico.

Una nuova ricerca sulla cosiddetta Crisi del Carniano, condotta da un team guidato da Alexander Lukeneder, paleontologo del Museo di Storia Naturale di Vienna, rivela gli sviluppi sorprendenti del cambiamento climatico globale durante il Triassico.

Ampi dati geochimici e geofisici aiutano a decifrare una delle più grandi catastrofi ambientali della storia della Terra, la Crisi Carniana. Il cambiamento climatico di 233 milioni di anni fa portò a un’estinzione di massa globale nei mari dell’era mesozoica.

I risultati sono stati pubblicati per la prima volta su Scientific Reports.

La crisi globale Carniana è durata 2 milioni di anni (234-232 milioni di anni fa), i cui effetti sono stati conservati nelle rocce del bacino di Reiflinger, nei pressi di Lunz am See. Il massiccio vulcanismo in Canada e negli Stati Uniti settentrionali ha portato alla deposizione di uno strato di basalto spesso più di mille metri. Le enormi emissioni di CO2 nell’atmosfera che ne derivarono modificarono il clima.

Il tardo Triassico fu caratterizzato da un clima di serra con precipitazioni di tipo monsonico, che portarono a un aumento dell’apporto di fango nell’Oceano Tetide. Le barriere coralline soffocarono, le piattaforme carbonatiche si estinsero e l’ossigeno scarseggiò sul fondo marino, formando zone morte.

In queste condizioni potrebbero svilupparsi depositi con una conservazione particolarmente buona dei fossili incorporati. Oltre alle ammoniti, ai calamari, alle cozze, alle lumache, ai granchi, agli isopodi marini e ai vermi setolosi, si possono scoprire anche fossili insolitamente ben conservati ed estremamente rari come i pesci volanti, il celacanto Coelocanthus o il pesce polmonato Tellerodus.

Il mare del bacino di Reiflinger era circondato dai primi gruppi di isole, su cui si sono formate le prime foreste di conifere come la Voltzia, in condizioni di umidità e calore. La vicinanza all’acqua dolce è confermata anche dai resti alluvionali di varie piante terrestri e dai ritrovamenti di numerosi crostacei a zampa di foglia del genere Euestheria.

La fase nota come Crisi del Carniano può essere osservata solo in una ristretta zona geologica dell’Austria. Si estende da Mödling, nella Bassa Austria, a est, fino alla Stiria settentrionale, nei pressi di GroBreifling, cioè nell’area del Parco naturale e UNESCO delle Eisenwurzen stiriane, a ovest.

La grande diversità della fauna scoperta nei depositi conservati intorno a Lunz am See e la fantastica conservazione consentono di indagare l’ambiente del tardo Triassico e di acquisire nuove conoscenze sulle condizioni ambientali, sulle catene alimentari e sulle relazioni predatore-preda di quel periodo.

A partire dai minuscoli crostacei, la catena alimentare si estendeva attraverso i pesci più piccoli fino ai calamari e alle ammoniti predatrici, che a loro volta venivano predati dai pesci predatori più grandi. Gli ittiosauri erano i principali predatori di questo ecosistema nel bacino di Reiflinger del tardo Triassico.

Ricerca moderna

Un team internazionale guidato da Alexander Lukeneder del NHM di Vienna, Petra Lukeneder (Università di Vienna), Reinhard Sachsenhofer (Università di Leoben), Manuel Rigo (Università di Padova) e Guido Roghi (Consiglio Nazionale delle Ricerche di Padova) ha condotto ricerche su una delle più grandi catastrofi ambientali della storia della Terra.

È stata condotta un’ampia gamma di indagini su rocce e fossili e sono stati applicati i più recenti metodi di analisi. Sono stati analizzati macrofossili come ammoniti, calamari e pesci, oltre a rappresentanti della flora. Inoltre, sono state analizzate le associazioni polliniche e i loro cambiamenti nel corso della crisi carniana.

Si può notare un cambiamento da condizioni puramente marine a condizioni influenzate dall’acqua dolce, con una maggiore presenza di pianure alluvionali e paludi con vegetazione pioniera.

Sulla base dei microfossili e delle analisi geochimiche e geofisiche, è emerso un quadro dettagliato dell’ambiente di 233 milioni di anni fa nelle Alpi calcaree austriache. L’identificazione riveduta delle ammoniti e l’analisi di piccoli denti di pesce consentono una classificazione precisa dell’età.

Le sequenze rocciose delle Alpi calcaree austriache sono paragonabili ai depositi della stessa età dell’intera regione della Tetide. Il forte apporto di CO2 attraverso il vulcanismo ha modificato la composizione globale degli isotopi del carbonio. Questa traccia chimica del clima globale a effetto serra può essere rilevata anche nelle rocce vicino a Lunz am See.

Le misurazioni geofisiche sulle diverse rocce mostrano chiaramente un aumento delle particelle radianti e dei minerali magnetizzabili durante la crisi carniana, nonché un cambiamento nella composizione dei minerali argillosi. La percentuale più elevata di queste particelle indica un maggiore apporto di prodotti atmosferici e di residui organici di piante terrestri dalle terre circostanti al bacino marino a causa dell’aumento delle precipitazioni.

I biomarcatori – sostanze chimiche presenti nei sedimenti che provengono da organismi precedenti – indicano che durante questa fase più umida, la materia organica derivava sempre più da piante terrestri, cioè veniva lavata nel bacino di Reiflinger. Le condizioni ambientali sono cambiate. Questa parte dell’Oceano Tetide fu tagliata fuori e le condizioni ostili, povere di ossigeno, si diffusero sul fondo marino. Il materiale trasportato dalla terraferma ha modificato in modo permanente la chimica dell’acqua.

I geologi avevano da tempo notato la successione di calcari Reiflinger più chiari a calcari Göstlinger scuri, che alla fine sono stati sovrapposti da strati Reingraben finemente laminati. Questo cambiamento può ora essere spiegato dalle mutate condizioni climatiche.

Gli strati di Reingraben, finemente laminati e con un’insolita ricchezza di fossili, si sono formati durante l’apice della crisi carniana. Nel fango privo di ossigeno non c’erano spazzini in grado di mangiare gli organismi morti. La vita non era più possibile sul fondo del mare e nei sedimenti.

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