Notizie dal passato

Abbiamo incontrato Giulia Margaritelli, tra gli autori di un interessante studio che ha indagato, attraverso l’analisi dei gusci dei foraminiferi planctonici, le variazioni climatiche nel Mediterraneo nel passato, in particolare durante l'epoca romana.
Fabio Mariottini, 13 Agosto 2020
Micron
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Direttore responsabile rivista micron

Da alcuni anni il cambiamento climatico viene considerato come la prima emergenza ambientale del Pianeta. Mai come adesso, infatti, ci siamo occupati di studiare le variazioni di clima e le sue possibili conseguenze. Sotto la lente di ingrandimento dei ricercatori passano spesso gli “archivi della Terra”, tutti quei sedimenti dai quali possiamo ricavare informazioni sul passato, indispensabili per valutare la situazione attuale e per meglio comprendere il futuro.

Partendo da questo presupposto, l’Istituto di ricerca per la protezione idrogeologica (Cnr-Irpi) in collaborazione con l’Istituto di scienze marine (Cnr-Ismar) e l’Università di Barcellona ha condotto uno studio sulle variazioni climatiche del Mediterraneo durante il mezzo millennio dell’era cristiana. Lo studio, pubblicato su Scientific Reports, ha permesso di capire meglio il rapporto tra periodo storico e periodo geologico che ha caratterizzato decadenza ed espansione dell’impero romano durante i 500 anni di massimo fulgore.

Ne abbiamo parlato con Giulia Margaritelli, ricercatrice del Cnr-Irpi di Perugia.

Perché si è scelto il Mediterraneo per approfondire le nostre conoscenze sui cambiamenti climatici del passato?

La scelta del Mediterraneo ci è apparsa naturale, essendo un vero e proprio laboratorio naturale per la comunità scientifica nazionale e internazionale perché conserva testimonianze e informazioni su molteplici aspetti della storia geologica passata del sistema Terra.

Quali sono le caratteristiche che rendono speciale questo mare?

Il Mare Nostrum occupa una posizione strategica tra climi nord-africani e climi europei, tra le zone aride subtropicali e i venti umidi settentrionali che lo fanno essere una regione di spiccato interesse scientifico. Confrontandoli con altre regioni del mondo, inoltre, i fondali del Mar Mediterraneo sono caratterizzati da un’alta velocità di sedimentazione che permettono indagini ad alta risoluzione. Non da ultimo, la nostra regione è costellata di studi e testimonianze sulla sua storia archeologica e culturale, che la rende un caso perfetto per investigare il potenziale ruolo del clima nelle civiltà.

In questo lavoro analizzate il rapporto Mg/Ca nel guscio del foraminifero planctonico Globigerinoides ruber: che ruolo gioca nella ricostruzione paleoclimatica?

Il rapporto Mg/Ca è uno strumento di indagine conoscitiva molto importante per la ricostruzione della storia paleoclimatica, perché permette di estrapolare, attraverso complesse procedure analitiche di laboratorio, condotte sui gusci dei foraminiferi planctonici (solitamente si predilige eseguire le analisi su una sola specie, per avere un segnale uniforme), le variazioni delle temperature della superficie del mare nel recente passato geologico. Il rapporto Mg/Ca, quindi, ottenuto da foraminiferi (bentonici e planctonici) viene così utilizzato in paleoclimatologia come paleotermometro e fornisce stime di temperatura. Questa proporzione varia in funzione della temperatura; all’aumentare della temperatura, infatti, il magnesio tende a sostituire il calcio contenuto nel guscio di calcite di questi organismi unicellulari. Grazie a delle formule matematiche è così possibile calcolare, a partire dai valori di Mg/Ca, la temperatura delle acque superficiali (SST).

Oggi si parla di riscaldamento globale come rischio, ma il periodo di massimo splendore dell’Impero romano si verificò proprio durante un innalzamento delle temperature. Non è un’incongruenza?

È importante specificare che il riscaldamento documentato nel nostro lavoro, durante il Periodo Romano, copre un intervallo di tempo di circa 500 anni e le informazioni derivanti dalla ricostruzione della NAO (North Atlantic Oscillation), indice della variabilità della piovosità invernale, suggeriscono che si trattasse probabilmente di un clima caldo umido. Il perdurare di queste condizioni climatiche a scala del Mediterraneo avrebbe potuto, quindi, favorire l’espansione di questa grande civiltà sia da un punto di vista economico (con climi favorevoli per l’agricoltura) che da un punto di vista geografico, abbattendo barriere geografiche (e.g. le Alpi) che, probabilmente, divennero una risorsa e non più un limite. Con questo non vogliamo di certo dire che il successo dell’Impero Romano sia stato il risultato delle sole condizioni climatiche ma suggeriamo che, come accade anche oggi, il clima possa aver giocato un ruolo importante in alcuni tipi di aspetti della società del tempo. È importante inoltre aggiungere che la condizione odierna non può essere collegata a quello del Periodo Romano soprattutto per i diversi valori di anidride carbonica che sono registrati. Durante il Periodo Romano, infatti, l’anidride carbonica presente in atmosfera era solamente di origine naturale (vulcani, geyser, fumarole, dissoluzione di rocce carbonatiche). Oggi invece si stima che la CO2 antropogenica contribuisca per oltre il 55% all’effetto serra.

Attraverso quale scala di valutazione temporale è quindi possibile collegare le variazioni climatiche rispetto agli organismi viventi?

I cambiamenti negli organismi si verificano principalmente su quattro scale temporali (livelli): la scala ecologica (variazioni legate ai cambiamenti climatici e competizione); la scala temporale legata alla perturbazione dei parametri orbitali che controlla la distribuzione della insolazione sulla Terra (i cicli di Milankovitch: oscillazione dell’asse terrestre, periodicità di 21.000 anni; inclinazione dell’asse terrestre, periodicità di 41.000 anni; l’orbita attorno al Sole, periodicità di 100.000 e 400.000 anni); la scala dei milioni di anni alla quale sono legate le estinzioni di massa e le origini di specie; la scala di lunghissima durata (multi milioni di anni) legata alle estinzioni di massa e alle principali sostituzioni tassonomiche (perturbazioni catastrofiche della biosfera terrestre).

Se dal punto di vista storico il riscaldamento che si è registrato durante l’Impero romano ha contribuito a un grande successo, cosa è avvenuto invece nell’ecosistema?

Per ciò che riguarda il nostro studio, il riscaldamento durante il Periodo Romano non ha portato a grandi variazioni nell’ecosistema marino. Sono documentate solamente oscillazioni nelle associazioni di alcuni organismi (i foraminiferi planctonici che sono alla base della catena trofica) in termini di aumento di abbondanza di specie legate a condizioni climatiche più calde a sfavore di quelle specie che vivono durante le stagioni invernali e soprattutto legate a climi più freddi. In particolare, nel Canale di Sicilia, queste oscillazioni sembrano avere dei tempi di ritorno di circa 50 anni, ma uno studio mirato a questo target non è stato ancora effettuato. Sicuramente possiamo affermare, con una certa consapevolezza, che durante gli ultimi millenni nel Mediterraneo sono documentate numerose oscillazioni tra organismi marini erbivori e carnivori, indice un continuo cambiamento sulla disponibilità di cibo e sulle condizioni oceanografiche.

Cosa hanno mostrato queste ricerche?

Possiamo ricondurre i risultati di questo studio in due principali risultati.

Il primo è stato quello di mettere in evidenza l’importanza della ricerca nel campo della paleoclimatologia e in particolare nello studio degli archivi fossili marini. Le preziose informazioni contenute nei fondali marini e nei sedimenti recuperati attraverso le campagne oceanografiche rappresentano una importante risorsa per la comprensione delle dinamiche del sistema climatico del recente passato geologico ed è l’unico strumento di analisi per comprendere sia i cambiamenti climatici in atto che quelli futuri.

Inoltre, questa ricerca ha avuto come scopo quello di aprire un dibattito tra geologia e storia. Il clima del passato, infatti, ha evidentemente giocato un ruolo più o meno importante nello sviluppo, espansione e declino delle società antiche. Osservare come, questi due aspetti, il clima e la storia, possano aver interagito ci consente di osservare il presente e pensare al futuro con un importante lezione a cui fare riferimento.

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