Gli anelli degli alberi potrebbero fissare la data dell’eruzione del vulcano Thera


Eruzione minoica di Thera. Immagine satellitare di Thera, 21 novembre 2000.

Gli occhi di Charlotte Pearson hanno osservato un pezzo di albero antico grande come una palma. Si sono posati su un anello che sembrava “insolitamente sottile”, e lei ha preso un appunto senza pensarci due volte. Tre anni dopo, e armata di nuova metodologia e tecnologia, ha scoperto che quell’anello avrebbe potuto segnare l’anno in cui il vulcano Thera sull’isola greca di Santorini eruttò distruggendo l’antica civiltà minoica. La data dell’eruzione, che è una delle più grandi a cui l’umanità abbia mai assistito, è stata dibattuta per decenni.


Pearson, professore assistente di dendrocronologia e antropologia dell’Università dell’Arizona, è l’autore principale di un articolo, pubblicato negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze, in cui lei e i suoi colleghi hanno usato un nuovo approccio ibrido per assegnare le date del calendario a una sequenza di anelli di alberi, che abbraccia il periodo durante il quale Thera ha eruttato, a meno di un anno da una data di calendario. Questo permette loro di presentare nuove prove che potrebbero supportare una data di eruzione intorno al 1560 a.C.

Colmare le lacune

“In ogni anello degli alberi c’è questa capsula del tempo che si può disimballare”, ha detto Pearson.

Gli alberi crescono secondo le condizioni del loro ambiente locale. Ogni anno, gli alberi producono un nuovo strato di crescita concentrica, chiamato anello dell’albero, che può registrare informazioni su piogge, temperatura, incendi, condizioni del suolo e altro ancora. Gli alberi possono anche registrare l’attività solare mentre cresce e diminuisce.

Quando una sequenza di anelli di alberi di varie età si sovrappongono e si sommano tra loro, possono durare centinaia o migliaia di anni, fornendo informazioni sulle condizioni climatiche del passato e sul contesto delle civiltà contemporanee.

“La cronologia più lunga del mondo risale a 12.000 anni fa. Ma nel Mediterraneo, il problema è che non abbiamo un record completo e continuo che risale ai tempi di Thera”, ha detto Pearson. “Abbiamo registrato gli ultimi 2.000 anni molto bene, ma poi c’è una lacuna. Abbiamo anelli di alberi di periodi precedenti, ma non sappiamo esattamente a quali date corrispondono gli anelli. Questa è quella che viene chiamata una ‘cronologia fluttuante'”.

Riempire questa lacuna potrebbe aiutare a stabilire la data dell’eruzione di Thera e dipingere uno sfondo climatico per le varie civiltà che sono sorte e cadute durante l’età del bronzo e del ferro, che insieme si estendevano tra i 5.000 e i 2.500 anni fa.

“Fino a quando non si può mettere un anno esatto sugli eventi di una scala che abbia un senso per la gente – un anno – non è così potente”, ha detto Pearson. “Questo studio riguarda in realtà la cronologia di Peter Kuniholm (il co-autore e professore di ricerca del laboratorio ad anello di alberi), che ha messo insieme oltre 45 anni di lavoro e la datazione in un modo che prima non era possibile. La cosa più importante è che è stata fissata nel tempo, proprio come se avessimo colmato la nostra lacuna dell’anello dell’albero”.

Un approccio ibrido

Fin dall’inizio del Laboratorio di ricerca sull’albero dell’Arizona nel 1937, un assortimento di campioni di anelli di alberi provenienti da tutto il mondo si è accumulato in condizioni non ideali sotto lo stadio dell’Arizona. Ma dal completamento della ristrutturazione del Bryant Bannister Tree Ring Building dell’università nel 2013, il team di cura, guidato da Peter Brewer, ha trasferito, organizzato e conservato i campioni per le ricerche future.

“Questa è la collezione che ha fondato il campo della ricerca sull’anello di alberi, ed è di gran lunga la più grande al mondo”, ha detto Brewer. “I ricercatori vengono da ogni parte del mondo per utilizzare la nostra collezione”.

“È piena di resti di antiche foreste e di siti archeologici, che non esistono più, e contiene campioni di legno che sono stati fondamentali per la crescita della disciplina della dendrocronologia”, ha detto Pearson.

La collezione comprende legni provenienti dal tumulo di Midas Mound Tumulus a Gordion in Turchia, una gigantesca tomba di un uomo che probabilmente era il padre o il nonno di Mida. Da legni come questi, Kuniholm ha costruito una cronologia ad anello di alberi del Mediterraneo per quasi mezzo secolo. Insieme, il record di Kuniholm del periodo a.C. si estende per oltre 2.000 anni, compresi gli alberi che crescevano sottovento all’eruzione di Thera, il che lo rende fondamentale per la ricerca del team.

Nonostante la lunghezza di questa cronologia, è rimasto senza datazione. Per stabilirlo, il team ha deciso di provare qualcosa di nuovo.

Mappa che mostra la vicinanza del sito di Gordion a Thera e la direzione principale di ricaduta della cenere di Thera. Le regioni di campionamento utilizzate nello studio di Köse et al. per stabilire una risposta vulcanica alla forzatura del clima sono Bolu, Eskişehir, Burdur, Kütahya e Ankara.

Quando i raggi cosmici provenienti dallo spazio entrano nell’atmosfera terrestre, i neutroni si scontrano con gli atomi di azoto per creare una versione radioattiva del carbonio, chiamata carbonio-14, che si diffonde in tutto il pianeta. Tutte le altre forme di vita sulla Terra, compresi gli anelli degli alberi, raccolgono il carbonio-14, e poiché gli anelli degli alberi bloccano una misura di carbonio-14 per ogni anno in cui crescono, mantengono dei modelli che mostrano come è cambiato nel tempo. Questi modelli di carbonio-14 negli anelli degli alberi di tutto il mondo dovrebbero corrispondere.

Pearson e il suo team hanno usato i modelli di carbonio-14 catturati negli anelli degli alberi di Gordion per ancorare la cronologia fluttuante a modelli simili di altre sequenze di anelli di calendario datate.

“È un nuovo modo di ancorare le cronologie fluttuanti degli anelli degli alberi che fa uso della precisione annuale degli anelli degli alberi”, ha detto Pearson.

Per convalidare le loro scoperte, il team si è rivolto agli anelli con datazione calendario di pini ad alta elevazione a cono di setole di pino del Nord America occidentale che vivevano nello stesso periodo del Gordion.

“Quando ci sono grandi eruzioni vulcaniche, spesso cicatrici setolecone dal congelamento durante la stagione di crescita, creando un anello di gelo”, ha detto il secondo autore Matthew Salzer, ricercatore presso il laboratorio di anelli di albero. “Poi abbiamo confrontato le date degli anelli di gelo con quelle degli alberi mediterranei, che rispondono ai vulcani facendo crescere anelli più larghi. E ha funzionato. Ha dimostrato che gli anelli larghi nella cronologia mediterranea si sono verificati negli stessi anni degli anelli di gelo nel setolecone. L’abbiamo preso come conferma che la datazione era probabilmente corretta”.

Il team ha poi pensato di usare una nuova tecnologia in laboratorio, chiamata macchina a fluorescenza a raggi X, per scansionare il legno alla ricerca di cambiamenti chimici.

Una scansione XRF ad alta risoluzione della sezione trasversale di GOR-76 con un insolito impoverimento dell’elemento Ca. L’area mappata è stata identificata come l’unica anomalia elementare significativa negli anelli di crescita del XVI secolo a.C. . Questa scansione mostra che un impoverimento del calcio si verifica dal 1562 al 1558 a.C. circa ed è centrata su un anello di crescita di colore insolitamente ampio e leggermente pallido al 1560 a.C. Un anello simile largo e pallido si verifica nel 1550 a.C., ma non indica lo stesso grado di impoverimento.

“Abbiamo scansionato l’intero periodo in cui l’eruzione del Thera è nota per essere avvenuta”, ha detto Pearson, “e abbiamo rilevato un leggerissimo impoverimento del calcio, proprio dove anni fa ho visto questo anello più leggero”.

Anche se si tratta di una leggera fluttuazione, è significativa e si verifica solo in un punto degli anni intorno al 1560 a.C.

“Abbiamo messo questo nell’articolo e provvisoriamente suggeriamo che sia una possibile data per Thera”, ha detto Pearson.

Qualcosa ha cambiato la chimica dell’ambiente in cui l’albero è cresciuto; la deposizione acida da un vulcano è una possibilità, l’incendio è un’altra, ma poiché la data coincide con altri marcatori ad anello di un albero per una grande eruzione, Pearson dice che è degna di ulteriore esplorazione.

“Penso che per fare del bene alla scienza bisogna indagare su tutto e tenere la mente aperta finché non si raccolgono dati sufficienti”, ha detto Pearson. “Questo è un altro piccolo pezzo del puzzle”.

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