I ritmi orbitali della Terra collegano la tempistica delle eruzioni giganti e il cambiamento climatico

L’interazione dei processi attraverso complesse interazioni geochimiche sulla superficie del nostro pianeta modella e regola il clima in cui viviamo.

 

 

Su scale temporali da diecimila a milioni di anni, le dinamiche climatiche sulla superficie terrestre sono guidate da processi sia esterni che interni.

L’interno della Terra fornisce calore dal decadimento radioattivo e dai composti chimici attraverso il degassamento vulcanico, come l’anidride solforosa (SO)₂) e l’anidride carbonica (CO₂).

I cambiamenti quasi periodici nell’orbita terrestre attorno al sole regolano la quantità di radiazione solare in arrivo sulla superficie del pianeta e la sua distribuzione tra le latitudini, influenzando la lunghezza e l’intensità delle stagioni.

L’interazione di entrambi i processi attraverso complesse interazioni geochimiche sulla superficie del nostro pianeta modella e regola il clima in cui viviamo.

“Proprio come un metronomo, abbiamo usato i cambiamenti ritmici nell’insolazione solare impressi nei dati geologici per sincronizzare gli archivi climatici geologici dell’Atlantico meridionale e del Pacifico nord-occidentale. Queste registrazioni chiave coprono l’ultimo milione di anni del Cretaceo e sono sincronizzate fino a 5.000 anni o meno, geologicamente un battito di ciglia 66 milioni di anni fa”, afferma l’autore principale Thomas Westerhold del MARUM – Center for Marine Environmental Sciences dell’Università di Brema.

Per svelare gli argomenti di causalità nella storia del clima terrestre in tutte le regioni, questo tipo di sincronizzazione è essenziale.

“Quindi, avevamo le registrazioni geologiche perfettamente allineate nel tempo e abbiamo osservato che due importanti cambiamenti nel clima e nel biota si sono verificati contemporaneamente in entrambi gli oceani. Ma dovevamo trovare un modo per verificare se questi cambiamenti sono causati da eruzioni vulcaniche su larga scala legate ai Trappi del Deccan in India”, afferma Westerhold.

Le rocce basaltiche spesse fino a due chilometri dei Trappi del Deccan coprono gran parte dell’India occidentale. Questo vulcanismo su larga scala che inonda interi paesaggi è indicato dai geoscienziati come Grande Provincia Ignea.

Diverse volte nella storia della Terra questi hanno causato l’estinzione di massa della vita sulla superficie del pianeta.

In particolare, il rilascio di gas vulcanici come il carbonio e l’anidride solforosa durante la formazione dei basalti alluvionali potrebbe aver giocato un ruolo chiave.

“La formazione dei basalti alluvionali e la sua successiva erosione lasceranno un’impronta geochimica nell’oceano. Pertanto, abbiamo misurato la composizione isotopica dell’osmio dei depositi dell’Atlantico meridionale e del Pacifico nordoccidentale. Dovrebbero mostrare la stessa impronta digitale allo stesso tempo”, afferma il co-autore Junichiro Kuroda (Università di Tokyo, Giappone), che ha condotto le analisi geochimiche.

“Con nostra sorpresa, abbiamo trovato due passaggi nella composizione isotopica dell’osmio in entrambi gli oceani, contemporaneamente alle principali fasi eruttive dei Trappi del Deccan nell’ultimo Cretaceo. E ancora più sorprendente è che questi passaggi hanno avuto impatti diversi sull’ambiente, come registrato dai resti fossili nelle carote di perforazione”, afferma Thomas Westerhold.

I nuovi dati erano difficili da capire, ma la modellazione geochimica ha contribuito a svelare i loro segreti.

“Il volume del basalto eruttato deve essere stato molto più grande di quanto non fosse stato in precedenza durante questa fase iniziale del vulcanismo del Deccan Trap. E le relative emissioni distinte di anidride carbonica e zolfo hanno avuto effetti diversi sul sistema climatico globale”, afferma Don Penman (Utah State University, USA) che ha realizzato la modellazione geochimica.

Secondo la nuova scoperta, sembra plausibile che all’inizio del vulcanismo maggiore del Trappo del Deccan, datato indipendentemente 66,288 milioni di anni con metodi radioisotopici, si sia verificato un impulso iniziale con eruzioni ricche di zolfo stressando l’ecosistema a livello locale e forse anche globale.