Grotta Wonderwerk: Il Diario Segreto del Clima dell’Olocene Nascosto nelle Cere Vegetali

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, non nello spazio, ma nel tempo. Immaginate di poter leggere le pagine di un diario scritto migliaia di anni fa, non con inchiostro, ma con molecole invisibili nascoste nel sedimento di una grotta. È un po’ quello che abbiamo fatto esplorando la Grotta di Wonderwerk, un sito incredibile nel cuore del Sudafrica. Questa grotta non è solo un buco nella roccia; è una capsula del tempo che custodisce segreti sul nostro passato, in particolare sull’Olocene, il periodo geologico iniziato circa 11.700 anni fa, e sulla vita dei nostri antenati della Later Stone Age (LSA).

Ricostruire il clima del passato, specialmente in regioni semi-aride come l’interno del Sudafrica, è una sfida pazzesca. Spesso mancano archivi continui come i laghi o le torbiere. Ma la natura è piena di sorprese e ci lascia indizi in posti impensabili. In questo caso, le “spie” che ci hanno aiutato sono delle molecole organiche chiamate n-alcani, componenti delle cere che rivestono le foglie delle piante. Sembra incredibile, vero? Eppure, queste cere sono resistentissime e possono conservarsi nei sedimenti per millenni, portando con sé informazioni preziose sull’ambiente in cui le piante sono cresciute.

Un Viaggio nel Tempo: La Grotta di Wonderwerk

Wonderwerk Cave è una vera star per archeologi e paleoclimatologi. Ha una sequenza di occupazione umana quasi continua che copre gran parte della LSA, da circa 12.000 anni fa fino a tempi storici recenti (circa 500 anni fa). Questo la rende un sito di riferimento fondamentale per capire come vivevano le popolazioni umane e come l’ambiente sia cambiato in questa regione.

Negli anni, sono stati usati tantissimi metodi per studiare il passato di Wonderwerk: analisi dei pollini, studio degli isotopi nelle stalagmiti, identificazione dei carboni vegetali, analisi delle ossa di piccoli e grandi mammiferi, isotopi dai gusci di uova di struzzo e dai denti degli erbivori, persino lo studio dei resti di tartarughe! Un vero lavoro di squadra tra diverse discipline.

Il nostro studio si è concentrato sui livelli olocenici di uno scavo specifico (Excavation 1, Operation 5), che coprono diversi complessi culturali della LSA: il Wilton, il Wilton Ceramico e strati storici più recenti. Abbiamo prelevato campioni di sedimento durante gli scavi del 2018-19, pronti a interrogarli con le nostre tecniche molecolari.

Le Spie Molecolari: Cosa Sono gli n-Alcani?

Ma cosa sono esattamente questi n-alcani e come ci parlano del clima? Immaginate la patina cerosa sulle foglie: serve a proteggerle dalla disidratazione. Questa cera è composta da lunghe catene di atomi di carbonio e idrogeno, gli n-alcani appunto. Quando le foglie cadono e si decompongono, o quando il vento trasporta polvere e particelle vegetali, queste cere finiscono nei sedimenti della grotta.

La cosa fantastica è che la “firma” isotopica di queste molecole (cioè la proporzione tra isotopi stabili leggeri e pesanti di carbonio e idrogeno) dipende dal tipo di pianta e dalle condizioni ambientali.

• Isotopi del Carbonio (δ¹³C): Ci aiutano a capire che tipo di vegetazione predominava. Le piante usano diverse strategie per la fotosintesi. Gli alberi e gli arbusti (piante C3) hanno una firma isotopica diversa dalle erbe tropicali e subtropicali (piante C4), tipiche delle savane e delle praterie aride. Analizzando il δ¹³C degli n-alcani, possiamo capire se l’ambiente era più boscoso (dominato da C3) o più aperto e prativo (dominato da C4).
• Isotopi dell’Idrogeno (δD): Questi sono legati principalmente al ciclo dell’acqua. Ci danno indizi sulla fonte d’acqua usata dalle piante, sull’intensità delle piogge, sull’umidità e sull’evapotraspirazione. In pratica, ci dicono se il clima era più umido o più arido.

Analizzando queste firme isotopiche nei diversi strati della grotta, possiamo ricostruire come il paesaggio e il clima siano cambiati nel corso dell’Olocene.

Decifrare il Clima dell’Olocene: I Risultati

E allora, cosa ci hanno raccontato queste molecole? I risultati sono stati davvero illuminanti e si incastrano perfettamente con quanto già sapevamo dagli altri studi condotti a Wonderwerk.

Olocene Iniziale (strati CBS e AAS, circa 8400-6300 anni fa): I nostri dati indicano un ambiente da semi-arido a semi-umido, con un mix di vegetazione legnosa (C3) ed erbe (C4). Questo combacia con la presenza di resti di animali che preferiscono ambienti più chiusi (come i Tragelaphini) e un minor numero di cavalli selvatici rispetto ai periodi successivi. Addirittura, nello strato più antico (CBS) troviamo gli ultimi resti di specie estinte adattate al pascolo, suggerendo una struttura ecologica diversa, un’eredità del Pleistocene. Anche i pollini confermano una vegetazione di tipo “karroid”, più secca.

Olocene Medio (strato DL, circa 6200-5300 anni fa): Qui le cose cambiano! I nostri isotopi, sia di carbonio che di idrogeno, indicano un periodo decisamente più umido. Questo picco di umidità è confermato da tantissime altre prove: un cambiamento nei pollini, un aumento della copertura arborea (dai carboni), tartarughe più grandi (indice di maggiore produttività vegetale) e dati isotopici dalle uova di struzzo. Anche altri siti nella regione registrano questo periodo umido. Contemporaneamente, notiamo un aumento significativo delle piante C4 (erbe). Sembra quasi un paradosso, ma un periodo più umido può favorire l’espansione delle praterie C4 in certe condizioni.

Olocene Medio-Tardo (strati AS, BWS, FBS, da circa 5300 a 700 anni fa): Dopo il picco umido, l’ambiente diventa progressivamente più arido e aperto, dominato dalle erbe C4. Questo è riflesso anche nella fauna, con un aumento degli animali da pascolo come Alcelaphini (gnu, alcelafi) e Equidi. Negli strati più recenti (FBS, ultimi 2000 anni circa), gli isotopi dell’idrogeno indicano condizioni particolarmente aride, simili a quelle attuali, in accordo con i dati pollinici.

Clima e Cultura: Un Legame Intrecciato

La cosa forse più emozionante è vedere come questi cambiamenti climatici si collegano alla presenza e alle attività umane nella grotta. Lo strato DL, quello del picco umido intorno a 6200-5300 anni fa, non è solo interessante dal punto di vista climatico: è anche lo strato con la maggior densità di reperti archeologici! Troviamo più strumenti in pietra, più resti di animali macellati, più frammenti di uova di struzzo lavorate.

Non solo: osserviamo anche un cambiamento nella tecnologia litica. Aumenta la frequenza di certi strumenti (i segmenti) rispetto ad altri (le lamelle a dorso) e si inizia a usare di più un tipo specifico di selce. Questi cambiamenti sono caratteristici della cultura Wilton dell’interno del Sudafrica in quel periodo.

C’è una correlazione statisticamente significativa tra l’aumento delle piante C4 (indicato dai nostri isotopi del carbonio) e l’intensità dell’occupazione del sito (misurata dalla quantità di strumenti litici). Sembra che l’espansione delle praterie C4, forse favorita dal periodo umido, abbia reso l’area più attrattiva per i gruppi umani, portando a un uso più intenso della grotta o a cambiamenti nelle loro strategie di mobilità e sussistenza. Certo, dobbiamo essere cauti: la densità dei reperti dipende anche da quanto velocemente si accumulava il sedimento. Ma anche tenendo conto di questo, sembra proprio che ci sia stato un picco di attività umana durante questo periodo più umido e aperto.

Più tardi, nell’Olocene recente (strati FBS e BWS), compaiono le prime ceramiche e, nello strato più recente (FBS), le prime, seppur limitate, prove della presenza di pecore. Questi cambiamenti, legati all’introduzione di nuove tecnologie e forse nuove pratiche di sussistenza, avvengono in un periodo tendenzialmente più arido. Potrebbero riflettere una maggiore mobilità dei gruppi di cacciatori-raccoglitori o l’arrivo di nuove influenze culturali in un contesto ambientale forse più sfidante. Tuttavia, l’introduzione della ceramica e della pastorizia furono fenomeni diffusi in tutto il Sudafrica, quindi non necessariamente legati solo a cambiamenti locali a Wonderwerk.

Perché è Importante?

Questo studio è un passo avanti importante per diverse ragioni. Prima di tutto, dimostra che possiamo usare con successo gli isotopi stabili degli n-alcani nei sedimenti per ricostruire l’ambiente del passato anche in regioni aride e semi-aride, dove altri archivi paleoclimatici sono scarsi. È come aver trovato una nuova chiave per aprire porte chiuse sul passato!

In secondo luogo, integrando i nostri dati con tutte le altre informazioni disponibili da Wonderwerk, abbiamo ottenuto un quadro molto dettagliato e robusto dei cambiamenti ambientali durante l’Olocene in questa regione chiave.

Infine, abbiamo messo in luce le complesse interazioni tra i cambiamenti climatici e ambientali e le società umane della Later Stone Age. Il picco di umidità del medio Olocene e la conseguente espansione delle praterie sembrano aver avuto un impatto significativo sull’intensità dell’occupazione del sito e forse anche sull’espressione culturale.

Certo, il quadro è complesso e serviranno ulteriori ricerche per capire appieno tutte le sfumature. Ma ogni nuovo tassello ci aiuta a comprendere meglio non solo il passato climatico del nostro pianeta, ma anche la straordinaria capacità di adattamento dei nostri antenati e, forse, ci offre spunti per riflettere sulle sfide ambientali del presente. È affascinante pensare come queste minuscole tracce molecolari possano raccontarci storie così grandi sulla Terra e sull’umanità!

Fonte: Springer