Oceano Atlantico: Ho Scoperto Quando si è Acceso un “Interruttore” Climatico Cruciale 3,6 Milioni di Anni Fa!

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio incredibile, indietro nel tempo, nelle profondità misteriose dell’Oceano Atlantico. Immaginate di poter leggere la storia del nostro pianeta come se fosse scritta in un libro antichissimo, le cui pagine sono strati di sedimento accumulati per milioni di anni. Beh, è un po’ quello che facciamo noi scienziati, e recentemente abbiamo fatto una scoperta che mi ha lasciato a bocca aperta!

Parliamo di una cosa chiamata Circolazione Meridionale Atlantica Rovesciata (AMOC). Detta così suona complicatissima, ma pensatela come un gigantesco nastro trasportatore oceanico: trasporta acque calde e saline verso nord, come la famosa Corrente del Golfo, e poi, una volta che queste acque si raffreddano e diventano più dense vicino ai poli, sprofondano e tornano indietro verso sud nelle profondità. Questa circolazione è FONDAMENTALE per il clima globale, perché distribuisce calore e influenza tantissime cose, dalle temperature alle precipitazioni.

Le Acque Profonde del Nord Atlantico: Un Puzzle da Ricostruire

Una componente chiave di questo “ritorno” verso sud è la North Atlantic Deep Water (NADW), l’Acqua Profonda Nord Atlantica. Ma come si forma esattamente e come è cambiata nel corso dei millenni, anzi, dei milioni di anni? Questa è una domanda che ci assilla da tempo. Oggi, due “rami” principali di questa NADW si gettano verso sud superando delle dorsali vulcaniche sottomarine a est e ovest dell’Islanda. Queste correnti profonde, scorrendo, depositano sedimenti in accumuli particolari chiamati contourite drifts – immaginate delle dune sottomarine giganti!

Noi, con le spedizioni dell’International Ocean Discovery Programme (IODP) 395C e 395, siamo andati a “bucare” questi accumuli di sedimento, un po’ come fare una carotaggio in una torta multistrato, per leggere la storia passata. E quello che abbiamo trovato è stato sorprendente!

La Grande Sorpresa: L’Accensione dell’ISOW

Abbiamo scoperto che c’è stato un momento preciso, circa 3,6 milioni di anni fa (Ma), in cui uno di questi flussi profondi, quello che chiamiamo Iceland-Scotland Overflow Water (ISOW) – che è la componente orientale della NADW – ha subito un’accelerazione pazzesca! È come se qualcuno avesse improvvisamente “acceso l’interruttore” o aperto un rubinetto al massimo. Prima di quel momento, la deposizione di sedimenti in quell’area era molto più lenta, quasi sonnolenta.

Pensate, i tassi di accumulo di sedimento sono passati da circa 20-40 metri per milione di anni a ben 100-200 metri per milione di anni! E non solo: è cambiata anche la natura stessa dei sedimenti. Prima erano più ricchi di carbonato (resti di organismi marini microscopici), dopo sono diventati più scuri, dominati da argille e silt di origine terrestre, trasportati con forza dalle correnti.

Nei siti che abbiamo perforato sul Björn Drift (uno di questi accumuli di sedimento), abbiamo trovato addirittura delle interruzioni nella sedimentazione, delle “rotture” con tracce di erosione. Questo ci dice che le correnti non solo depositavano di più, ma erano anche abbastanza forti da erodere il fondale! Sul Gardar Drift, un altro sito, la registrazione è continua, ma il cambiamento è netto: un aumento improvviso del tasso di sedimentazione e un passaggio da cicli sedimentari sottili e chiari a cicli più spessi e scuri.

Per capire meglio cosa è successo, abbiamo analizzato la chimica dei sedimenti, usando la fluorescenza a raggi X (XRF). Alcuni rapporti tra elementi ci danno indizi preziosi:

• Il rapporto Ca/Fe (Calcio/Ferro) ci dice quanto carbonato biogenico c’è rispetto al materiale terrigeno. Questo rapporto è diminuito, indicando un aumento del materiale trasportato dalle correnti.
• Il rapporto Zr/Rb (Zirconio/Rubidio) è un indicatore della velocità della corrente di fondo, perché lo zirconio tende a concentrarsi nei granuli più grossolani. Anche questo è aumentato, suggerendo correnti più forti.
• Il rapporto Ti/K (Titanio/Potassio) ci parla della provenienza dei sedimenti. Un aumento indica un maggior apporto di materiale di origine vulcanica, probabilmente dall’Islanda e dalla Dorsale Islanda-Scozia, trasportato verso sud.

Tutti questi indizi puntano nella stessa direzione: un cambiamento radicale e sostenuto nella circolazione profonda, con l’ISOW che è diventato un attore protagonista sulla scena oceanica 3,6 milioni di anni fa. E questo cambiamento non è stato istantaneo, ma ha impiegato circa 300.000 anni per completarsi.

E l’Altra Corrente? La DSOW

Ma la cosa ancora più affascinante è che l’altra grande corrente profonda, la Denmark Strait Overflow Water (DSOW), che alimenta l’Eirik Drift (un altro accumulo di sedimento, ma a ovest della Dorsale Reykjanes), non ha mostrato un cambiamento simile! I nostri dati dal sito U1602 sull’Eirik Drift indicano che la DSOW ha operato in modo piuttosto costante per tutto il Pliocene. Certo, ci sono stati cambiamenti nella composizione dei sedimenti anche lì, come una diminuzione del carbonato e un aumento della biosilice, ma niente che suggerisca un’accensione improvvisa come per l’ISOW.

Questo ci dice una cosa importantissima: le due principali componenti della NADW, l’ISOW e la DSOW, hanno avuto storie evolutive diverse e indipendenti! Non sono un blocco unico, ma possono rispondere in modo differente ai cambiamenti climatici o tettonici.

Perché Proprio 3,6 Milioni di Anni Fa?

Questa è la domanda da un milione di dollari! Quel periodo, 3,6 Ma, è significativo perché coincide con l’inizio della Glaciazione dell’Emisfero Nord. È possibile che un raffreddamento dell’Artico, magari guidato da un calo dei gas serra, abbia raffreddato le acque del Mare di Norvegia fino a un punto critico, accelerando la loro discesa e quindi l’ISOW. Questo, a sua volta, potrebbe aver ulteriormente favorito il raffreddamento.

Si è parlato molto della chiusura dell’Istmo di Panama come possibile motore per un rafforzamento dell’AMOC, che avrebbe trasportato più umidità verso l’Artico, favorendo la crescita delle calotte glaciali. I nostri dati sull’ISOW mostrano che almeno una componente della NADW si è intensificata in quel lasso di tempo (tra 4,6 e 2,7 Ma), quindi potrebbe esserci un legame. Tuttavia, la tempistica esatta della chiusura di Panama è ancora dibattuta, e alcuni modelli suggeriscono che avrebbe dovuto portare a un riscaldamento dell’Artico, non a una glaciazione.

Altre ipotesi riguardano cambiamenti graduali nella topografia dei bacini oceanici o nei passaggi marittimi, come quelli causati dall’attività del pennacchio di mantello islandese. Però, sembra che questi cambiamenti siano iniziati troppo presto per spiegare l’improvvisa intensificazione dell’ISOW a 3,6 Ma, anche se potrebbero aver creato le precondizioni.

Cosa Significa Tutto Questo?

Beh, per prima cosa, abbiamo stabilito con certezza che l’ISOW, così come la conosciamo oggi, ha iniziato la sua “carriera” in grande stile circa 3,6 milioni di anni fa, mentre la DSOW era già una veterana. Questo ci aiuta a capire che il sistema AMOC non è monolitico, ma composto da parti che possono evolvere in modo indipendente. È un po’ come un’orchestra: non tutti gli strumenti iniziano a suonare insieme o con la stessa intensità.

La coincidenza temporale con l’inizio della glaciazione dell’emisfero settentrionale è intrigante e apre la strada a molte altre ricerche. Comprendere come queste correnti profonde hanno risposto e contribuito ai climi del passato è cruciale, soprattutto oggi, con i cambiamenti climatici in atto che potrebbero indebolire l’AMOC.

Il nostro lavoro, basato sui “diari” geologici recuperati dal fondo dell’oceano, ci ha permesso di aggiungere un altro tassello fondamentale al complesso puzzle della storia climatica della Terra. E credetemi, c’è ancora tantissimo da scoprire là sotto!

Fonte: Springer Nature