Oltre il Ghiaccio: Come un Piccolo Plancton Rivoluzionò gli Oceani 34 Milioni di Anni Fa

Ciao a tutti, appassionati di scienza e dei misteri del nostro pianeta! Oggi voglio portarvi indietro nel tempo, ma proprio indietro, a circa 34 milioni di anni fa. Parliamo della Transizione Eocene-Oligocene (EOT), un momento pazzesco nella storia della Terra, quando il nostro pianeta passò da un clima caldo e senza ghiacci a uno più freddo, con la formazione delle prime grandi calotte glaciali sull’Antartide. Un cambiamento epocale!

Per decenni, noi scienziati abbiamo pensato che i protagonisti microscopici degli oceani, i nannoplancton calcarei (quelle minuscole alghe che costruiscono gusci di carbonato di calcio), fossero rimasti un po’ indifferenti a questo sconvolgimento climatico. Al massimo, si pensava che qualche cambiamento fosse avvenuto mezzo milione di anni *prima* della vera transizione, suggerendo una reazione limitata. Ma si sa, la scienza è un’avventura continua, e nuove scoperte possono ribaltare vecchie convinzioni.

La Scoperta Inaspettata: Il Nannoplancton Risponde!

Ed è proprio quello che è successo! Ci siamo concentrati su un gruppo specifico di questi organismi, chiamato Clausicoccus subdistichus. Abbiamo analizzato dati sulla loro forma (morfometria) e sulla loro abbondanza in campioni provenienti da diversi fondali oceanici: l’Oceano Indiano (sito ODP 756), l’Oceano Pacifico (siti IODP U1509 e ODP 1209) e persino l’Oceano Atlantico (sito IODP U1411). Immaginatevi un viaggio attraverso gli oceani del passato!

E cosa abbiamo scoperto? Qualcosa di sorprendente: un aumento sincrono, cioè avvenuto contemporaneamente in tutti questi luoghi, sia nelle dimensioni dei loro piccoli gusci (chiamati placoliti) sia nella loro abbondanza. Proprio durante l’EOT! Questo picco di abbondanza, che chiamiamo “acme interval”, si è rivelato una vera e propria “impronta digitale” globale di questo evento climatico, visibile persino in sedimenti non perfettamente conservati. È come se il piccolo C. subdistichus avesse gridato al mondo: “Ehi, sta succedendo qualcosa di grosso qui!”.

Abbiamo esaminato siti con diverse condizioni di conservazione, da quelle eccezionali (come nel sito U1411 nell’Atlantico, grazie a sedimenti ricchi di argilla) a quelle meno buone (come nel sito 1209 nel Pacifico, a causa di fluttuazioni della Profondità di Compensazione della Calcite o CCD). Nonostante queste differenze, il segnale era lì, forte e chiaro: l’aumento di dimensioni e abbondanza era un fenomeno reale, non un artefatto dovuto alla conservazione. Questo ci ha dato la fiducia per affermare che le forze ecologiche erano il motore principale di ciò che osservavamo.

Ma Cosa Ha Scatenato Questa Risposta?

La domanda successiva è stata: perché? Cosa ha spinto questo minuscolo plancton a diventare più grande e più numeroso proprio in quel momento? La nostra ipotesi poggia su due pilastri principali:

• Sovrasaturazione di carbonato: Durante l’EOT, con l’espansione dei ghiacci antartici, il livello del mare si abbassò. Questo espose vaste aree di piattaforme continentali ricche di rocce calcaree all’erosione. Il risultato? Un massiccio afflusso di ioni carbonato (CO₃²⁻) negli oceani. L’acqua divenne “sovrasatura” di carbonato di calcio, rendendo più facile per organismi come C. subdistichus costruire i loro gusci. Pensateci: più mattoni a disposizione per costruire case più grandi!
• Eutrofizzazione progressiva: Allo stesso tempo, i cambiamenti nella circolazione oceanica, intensificati dal raffreddamento globale e dalla glaciazione, portarono a un rimescolamento più vigoroso delle acque. Questo trasportò nutrienti (come azoto, fosforo, ferro) dalle profondità oceaniche e dalle alte latitudini (specialmente dall’Oceano Meridionale, dove la produttività stava esplodendo, come indicato dall’accumulo di opale, il guscio delle diatomee) verso le latitudini medio-basse. Più nutrienti significa più “cibo” per il fitoplancton, permettendo loro di prosperare e moltiplicarsi.

Questi due fattori, agendo insieme, sembrano essere la chiave per spiegare l’exploit di C. subdistichus. L’evento culminò durante quello che chiamiamo “Massimo Glaciale dell’Oligocene Inferiore” (EOGM), un periodo di circa 500.000 anni con valori particolarmente alti degli isotopi dell’ossigeno nei gusci dei foraminiferi bentonici (indicatori di volume glaciale e basse temperature).

Collegare i Punti: Un Quadro Globale

Il bello della paleoceanografia è mettere insieme i pezzi del puzzle. L’aumento di abbondanza di C. subdistichus coincide perfettamente con altri indicatori di alta produttività oceanica, come l’aumento del tasso di accumulo di opale nell’Oceano Meridionale e l’aumento del tasso di accumulo dei foraminiferi bentonici (BFAR) nel Pacifico equatoriale. È la conferma che gli oceani, su scala globale, stavano diventando più “fertili”.

Non solo, ma l’aumento delle dimensioni di C. subdistichus segue da vicino le fluttuazioni della Profondità di Compensazione della Calcite (CCD), ovvero la profondità al di sotto della quale il carbonato di calcio si dissolve. Durante l’EOT, dopo un breve episodio di risalita, la CCD sprofondò notevolmente (fino a oltre 5 km nel Pacifico equatoriale!), indicando proprio quella sovrasaturazione di carbonato di cui parlavamo. È affascinante vedere come la dimensione media dei nostri piccoli protagonisti aumenti proprio quando la CCD si approfondisce. C’è una correlazione quasi perfetta!

Abbiamo anche notato delle differenze regionali. L’abbondanza massima di C. subdistichus era maggiore nell’emisfero australe (fino al 21% nel sito 756 nell’Indiano!) rispetto all’emisfero boreale (massimo 8% nel Pacifico e 5.6% nell’Atlantico). Questo suggerisce che, sebbene l’aumento di nutrienti fosse un fenomeno globale, la sua intensità poteva variare localmente, magari a causa di specifiche correnti o condizioni idrologiche.

Un Paradosso Risolto? Dimensioni vs Abbondanza

Qui le cose si fanno interessanti. Di solito, nel mondo del fitoplancton, quando le condizioni diventano eutrofiche (ricche di nutrienti), ci si aspetta che le specie più piccole prendano il sopravvento. Hanno un rapporto superficie/volume più favorevole per assorbire nutrienti e tassi metabolici più rapidi. Ma con C. subdistichus durante l’EOT, abbiamo osservato l’opposto: è diventato sia più abbondante SIA più grande. Sembra un controsenso!

Come spiegarlo? Crediamo che la risposta stia proprio nella concomitanza dei due fattori chiave. L’aumento dei nutrienti ha permesso a C. subdistichus di moltiplicarsi (aumento dell’abbondanza), superando forse la competizione grazie a una sua particolare affinità per condizioni temperate ed eutrofiche, come suggerito da studi precedenti. Allo stesso tempo, l’elevata concentrazione di ioni carbonato ha “allentato” i vincoli energetici sulla calcificazione, permettendo (o forse favorendo) la costruzione di gusci più grandi senza che questo rappresentasse uno svantaggio metabolico in un ambiente ricco di risorse. In pratica, avevano sia il cibo per proliferare sia i mattoni “a buon mercato” per costruire in grande!

Cosa Ci Insegna Questa Storia?

Questa ricerca, focalizzata su un umile gruppo di nannofossili, ci apre una finestra incredibile sui meccanismi complessi che governano il nostro pianeta durante i grandi cambiamenti climatici. Ci mostra come la vita marina, anche a livello microscopico, non sia una spettatrice passiva, ma risponda attivamente e in modi a volte inaspettati alle modifiche della chimica oceanica e della disponibilità di nutrienti.

L’aumento sincrono di dimensioni e abbondanza di Clausicoccus subdistichus diventa così un potente indicatore di due processi fondamentali avvenuti durante la transizione Eocene-Oligocene: l’aumento della produttività oceanica globale (eutrofizzazione) e la profonda alterazione del ciclo del carbonato (sovrasaturazione). È una testimonianza dell’interconnessione tra clima, oceani e biosfera.

Studiare questi eventi del passato non è solo un esercizio di curiosità storica. Capire come gli ecosistemi marini hanno risposto a cambiamenti climatici e chimici così drastici milioni di anni fa è fondamentale per comprendere e, speriamo, prevedere meglio come potrebbero reagire ai cambiamenti che stiamo inducendo oggi. Il piccolo C. subdistichus, estintosi milioni di anni fa, ha ancora molto da insegnarci!

Fonte: Springer