Se William Shakespeare fosse vissuto ai giorni nostri Amleto avrebbe forse detto “CO2 o non CO2, questo è il problema” leggendo il paper uscito recentemente su Nature Communications e commentato su Oggiscienza.
Si tratta di un lavoro sul cosiddetto “weathering” o meteorizzazione chimica, il processo di disgregazione delle rocce dovuto al contatto con l’atmosfera avvenuto nel Triassico-Giurassico, l’era di una delle 5 estinzioni di massa di cui si ha notizia. Eventi scatenati da eruzioni vulcaniche che riversarono in atmosfera grandi quantità di anidride carbonica, cui seguirono altri processi che liberarono anche grandi quantità di idrati di metano.
Qui l’articolo di oggiscienza: Come i gas serra hanno aiutato a proteggere la vita sulla Terra
Qui quello su Nature Communictions: The inheritance of a Mesozoic landscape in western Scandinavia
Dunque perché il dilemma shakespeariano?
Perché da un lato i processi innescatisi con le eruzioni che videro coinvolto il ciclo del carbonio si pensa abbiano avuto un ruolo nella estinzione di massa impoverendo l’atmosfera di ossigeno, dall’altro gli stessi processi avrebbero consentito la conservazione della vita consentendole di continuare ad esistere intrappolando attraverso il weathering grandi quantità di CO2 negli strati rocciosi e abbassandone quindi la concentrazione.
Vada come vada, la visione CO2-centrica non molla a quanto pare…
allora, la faccio breve (ma so già che non ci riuscirò) perché altrimenti diventa complicato e anche troppo specialistico (anche per me, che non sono specializzato in geochimica);
gli autori del paper hanno analizzato rocce e depositi sedimentari della Scandinavia occidentale, ed in particolare si sono concentrati sulla datazione e l’analisi geochimica dei minerali risultanti dalla degradazione meteorica (in questo caso di tipo chimico), che, grazie all’ azione chimica appunto dell’acqua atmosferica – pioggia e umidità – (leggermente acida) , trasforma i minerali silicatici della cosiddetta roccia madre (feldspati, plagioclasi, pirosseni, miche, etc etc – normalmente derivanti direttamente da rocce ignee, o metamorfiche, o dall’erosione meccanica di queste ) – in minerali sempre a base silicatica ma cosiddetti argillosi; questi ultimi, non presentano, rispetto ai minerali da cui derivano, grosse differenze di composizione chimica, ma la presenza del cosiddetto gruppo ossidrile (OH), che rende idrato il nuovo minerale), ne muta profondamente la loro struttura e disposizione degli atomi nel reticolo molecolare, e di conseguenza le loro proprietà chimico-fisiche;
per far si che questo processo di “argillificazione” sui basamenti cristallini e le rocce madri abbia effetto in maniera evidente e mediamente rapida, ovviamente c’è bisogno di climi caldo-umidi (in climi freddi il processo si verifica ugualmente ma più lentamente) e di stabilità tettonica;
ora cerco di semplificare il discorso successivo: normalmente si ritiene che i suoli e i terreni argillosi, in ambienti come quelli scandinavi, abbiano subito la massiccia opera di erosione e trasporto millenaria dei ghiacciai, e che quindi nelle zone dove si rinvengono siano il risultato di accumuli come conseguenza di meccanismi di trasporto, e che risalgano prevalentemente agli ultimi 6 milioni di anni (Plio-Pleistocene);
eppure, i ricercatori hanno evidenziato che, in alcune zone, le osservazioni della stratigrafia locale e il grado avanzato di alterazione chimica della roccia madre residuale (saprolite) erano incompatibili con un’età relativa al Plio-Pleistocene, ma presentavano tutti gli indizi per essere ritenute molto più antiche (mesozoico, in particolare nei periodi Triassico e Giurassico, ma non solo);
da qui ne sono conseguite tutte le datazioni effettuate misurando le % del decadimento del Potassio (K) radioattivo in Argon (Ar);
il sunto e il risultato dell’analisi e del discorso è:
quelle che dovevano essere le coste sudoccidentali della zona corrispondente all’attuale Scandinavia sudoccidentale, si affacciavano sui margini di un antico oceano (prob. la Tetide), all’inizio della frammentazione del supercontinente;
nel basso mesozoico sono rimaste emerse e stabili, abbastanza a lungo da permettere l’alterazione chimica delle rocce affioranti e la formazione dei depositi argillosi di cui sopra;
successivamente (medio/tardo mesozoico) devono essere state coinvolte in meccanismi di subsidenza o aggiustamenti isostatici che li hanno portati di nuovo sollo il livello del mare, e quindi ricoperte da nuove e più recenti coltri di sedimenti oceanici;
tra la fine del Mesozoico e il Terziario, sono nuovamente riemerse, e poi nell’ultimo milione di anni, sottoposte all’azione erosiva dei ghiacciai, grazie alla quale sono stati riportati in superficie in affioramento le antiche terre argillose formatesi nel basso Triassico;
ecco, l’importanza e lo scopo di questo studio, che ha visto coinvolte varie branche della geologia, dalla geochimica, alla geomorfologia del territorio, risiede essenzialmente nelle ricostruzioni paleoclimatiche, ma soprattutto nella ricostruzione della paleogeografia ai tempi della Pangea e subito dopo la frammentazione di quest’ultima, e nell’evoluzione geologica/tettonica delle zone studiate;
vengo al punto CO2-effetto serra:
il tutto il paper, lungo ben 11 dense pagine, il discorso CO2 è citato in sole 3 righe ( a pag. 7 in basso a dx), e solo ed esclusivamente come informazione accessoria nella descrizione di quello che doveva essere l’ambiente dell’epoca:
“During the Middle to Late Triassic, the northward drift of Pangaea and subsequent formation of the Tethys Ocean gradually changed the pattern of global atmospheric circulation and prevailing climatic conditions. With an increased humidity and high atmospheric CO2 concentration—with a fourfold increase at the end-Triassic mass extinction (ca. 201.4 Ma) — western Scandinavia became subject to intense chemical weathering” .
ecco, come si passa da un paper come quello riassunto sopra, a titoli che parlano di CO2 e influenze di questa sullo sviluppo della vita o sulle estinzioni, o ad affermazioni che mettono in relazione diretta di causa =>effetto l’argillificazione dei minerali e la rinascita dopo l’estinzione di massa, rimane per me solo un artificioso esercizio di stile che serve solo a far leggere un articolo (americano o italiano che sia), che, se fosse un po’ più fedele al paper da cui prende spunto, risulterebbe totalmente privo di interesse per il 95% della popolazione mondiale….
scusate la noia 🙂
“ln tutto il paper, lungo ben 11 dense pagine, il discorso CO2 è citato in sole 3 righe …”
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Caro Max, la tua analisi è perfettamente condivisibile: purtroppo il cambiamento climatico determinato dall’aumento della CO2, è un grimaldello che apre ogni porta e suscita l’interesse di media ed opinione pubblica.
Incuriosito dai tuoi commenti, ho dato un’occhiata all’articolo originale rendendomi conto subito che nei tuoi scritti ne avevi delineato gli aspetti salienti, per cui non ho approfondito più di tanto: quanto hai scritto è sufficiente, il resto sono dettagli metodologici iper-specialistici.
Resto, però, con un dubbio che vorrei tu mi aiutassi a togliere. Leggendo il passo che riguarda la CO2, se non ho capito male, sembrerebbe che il cambiamento climatico sia dovuto alle variazioni di circolazione atmosferica determinate dalla mutata disposizione delle masse continentali e delle masse oceaniche e la variazione della concentrazione di CO2 sembrerebbe essere una conseguenza e non una causa (…with a fourfold increase at the end-Triassic mass extinction (ca. 201.4 Ma…). Il passo è piuttosto criptico. 🙂
Che poi il clima caldo e la forte concentrazione di CO2 abbiano accelerato i processi di meteorizzazione delle rocce è fuori discussione, ma non mi è chiara la catena causale. In altre parole quale fu la causa dell’aumento di concentrazione di diossido di carbonio in atmosfera? Fu l’aumento della concentrazione di CO2 a determinare l’estinzione o il contrario?
Ciao, Donato.
caro Donato, se sapessi rispondere alla tua domanda sarei il geologo più famoso del Mondo 🙂
purtroppo, le cause di queste 5 grandi estinzioni di massa (per altro questa al passaggio triassico-giurassico è sicuramente quella meno famosa), sono ancora allo stadio di ipotesi, tra impatti meteoritici, grandi eruzioni, eventuale concomitanza di fattori, e quant’altro;
quel che si può dire con un buon margine di sicurezza e affidabilità, è che, dato che il passaggio triassico-giurassico ha visto la fase più intensa e primordiale della frammentazione del supercontinente Pangea, seppur non in tempi brevi (parliamo sempre di milioni di anni), l’attività vulcanica derivante dalle aperture del proto-bacino oceanico che poi sarebbe diventato l’Atlantico, nelle sue varie fasi e segmenti, e dell’antica Tetide, ha di certo immesso in atmosfera grandi quantità di gas, CO2 sicuramente ma anche molti composti di zolfo (che in teoria hanno effetto opposto, schermando la radiazione solare: è quello che è successo in occasione del vulcano islandese Laki, nel 1783/84, e del Tambora nel 1883 😉
così come, lo hai ricordato anche tu, tutto il sistema climatico ne fu totalmente modificato: è ovvio che se cambia la disposizione relativa di terre emerse e oceani, cambiano le correnti oceaniche, cambiano i flussi di energia e di scambio tra atmosfera e oceani etc etc etc, ;
purtroppo, analizzare eventi così lontani nel passato, soffre anche di una scarsa quantità di dati (la maggior parte delle testimonianze fossili e geologiche è stata distrutta da eventi tettonici successivi, o ricoperta da km di spessore di più giovani depositi sedimentari successivi);
forse la verità starà un po’ nel mezzo, nel senso che un po’ tutto quanto riportato sopra ha avuto la sua parte in causa; è sui tempi forse che si gioca la differenza; l’immissione di gas in atmosfera è praticamente immediata e contemporanea alle eruzioni, mentre l’effettiva conseguenza sulla circolazione oceanica e atmosferica della diversa disposizione di terre emerse e oceani ha bisogno di tempi molto lunghi per diventare concreta (la velocità media delle placche tettoniche in movimento può variare da 2 a 10/12 cm anno, quindi prima che si crei un bacino oceanico tale da influenzare il clima ce ne vuole….).
lo so che non ti ho risposto, ma tant’è… 🙂
Caro Max, oggi ho partecipato ad una conferenza (corso di formazione 🙂 ), in cui il relatore ha parlato dell’equazione di Shrodinger. E’ un’equazione vecchia di circa un secolo, su cui si fonda buona parte della fisica e della tecnologia moderne e, quindi, del PIL mondiale, ma nessuno sa perché essa funzioni in quel modo e perchè essa riesca a rappresentare in modo perfetto fenomeni come gli spettri di emissione degli elementi (solo per fare un esempio). Su di essa è basata, per esempio anche la teoria del multi-verso, ma perché essa riesca a simulare il mondo quantistico, nessuno lo sa.
Il bello della scienza è che nessuno è sicuro di niente e ciò di cui oggi siamo sicuri, domani potrebbe non esserlo più. Lo scienziato è colui che riesce a spostare un po’ più in avanti il paletto della conoscenza.
La tua risposta si inquadra perfettamente in questo quadro anche se riguarda tutt’altro settore della scienza: significa che abbiamo ancora molto da imparare e da capire e ciò è un bene. I nostri eredi non si annoieranno! 🙂
Ciao, Donato.
ora non ho tempo di scrivere tutto, chi ha scritto l’articolo su oggiscienza ha semplicemente tradotto in italiano un articolo di sciencedaily; che non ha niente a che vedere con il contenuto del paper originale, che parla di tutt’altro;
quando ho tempo vi “rendiconto” 🙂
abbiate fede
Grazie Max. Confesso di averne avuto il sospetto. Ben venga il tuo commento. Restano da capire i virgolettati quindi…
gg
Sarebbe comunque normale che un fenomeno inneschi feedback sia positivi che negativi, magari con tempi diversi, e cicli diversi.
D’altra parte molte persone sono abituate a pensare che una cosa faccia sempre bene, o sempre male (cosa generalmente falsa).
Non dico “sempre” falsa, per puro scrupolo.
Un po’, è, il ragionamento semplicistico e sbagliato che sta dietro il modello Linear no-threshold (LNT).
Un solo esempio, tanto per farne uno, il primo che mi viene in mente, i raggi del Sole.
Fanno bene o fanno male?
Fanno sempre bene, o fanno sempre male, indipendentemente dalla quantità ?
Feedback positivi e negativi anche lì si intrecciano, a seconda della quantità, e nel tempo.
Un guaio per chi sa pensare solo cose semplici. Semplificare è spesso una cosa buona, ma semplificare troppo vuol dire perdere parametri importanti e decisivi. Lo diceva Albertone nostro, e in fondo la semplificazione, anche lei, è una cosa relativa 🙂