Scienze ambientali

Ecco come le conchiglie sanno che tempo fa

Elia Magrinelli

gennaio 3rd, 2017

No comments

Ciascuna di queste estremamente piccole conchiglie è stata la casa di un piccolo organismo marino formato da una singola cellula:i foraminiferi. Per quanto semplici questi organismi sono in grado di raccogliere ingredienti dall’acqua marina ed utilizzarli e formare delle case di carbonato di calcio: le loro microscopiche conchiglie. Ancora più affascinante è come ciascuna di queste conchiglie contenga un’indicazione di quanto la terra era ghiacciata quando l’organismo era in vita ed ha formato la sua conchiglia. Per quanto sembri assurdo, un organismo monocellulare è in grado di indicarci la quantità complessiva di acqua ghiacciata presente sulla terra in un determinato momento in modo, includendo nel calcolo tutti i ghiacciai montani e le calotte glaciali. Per quanto sia straordinario è del tutto vero e questo video di MinuteEarth ci spiega come è possibile.

L’informazione scritta nelle conchiglie dei foraminiferi dipende dai due isotopi di ossigeno che l’organismo attira dall’acqua marina circostante. L’isotopo più regolare e diffuso possiede 8 protoni (particelle dalla carica positiva) ed 8 neutroni (particelle prive di carica) nel suo nucleo, quello più pesante possiede invece 8 protoni e 10 neutroni. I due isotopi si comportano chimicamente come ogni atomo di ossigeno, ma hanno proprietà fisiche diverse, ovvero il peso. Le molecole d’acqua (formate da un atomo di ossigeno e due di idrogeno) che contengono l’ossigeno regolare sono a loro volta più leggere rispetto alle molecole d’acqua che contengono un atomo di ossigeno pesante. Essendo meno pesanti, le molecole d’acqua con l’ossigeno più leggero sono in grado di evaporare dal mare più facilmente, quindi possono ritornare in mare o essere intrappolate sotto forma di ghiaccio. Tutto il ghiaccio presente sulla terra si forma a partire dall’acqua presente nell’atmosfera come nuvole o vapore, pertanto il ghiaccio funge da “magazzino” per le molecole d’acqua più leggere, impedendo loro di ritornare in mare. Quando il clima è più freddo si formano più ghiacciai che intrappolano più molecole d’acqua leggera nei ghiacci. Quando i foraminiferi costruiscono le loro conchiglie sono così in grado di registrare il rapporto di acqua pesante ed acqua leggera (che è di circa 500 a 1) presente in quel momento e possiamo usare questo rapporto per calcolare quanto ghiaccio era presente in quel momento e quindi qual’era la temperatura media della Terra.

Ovviamente, oggigiorno informazioni come la quantità di ghiacci sulla Terra e la temperatura media possono essere misurate direttamente e con maggior precisione grazie agli strumenti moderno, ma questi non sono in grado di tornare indietro nel tempo. I foraminiferi sono invece presenti sulla Terra da più di 500 milioni di anni e pertanto hanno registrato queste informazioni durante tutta la loro storia. Questi archivi si sono col tempo accumulati negli strati del fondale marino, in quanto le conchiglie dei foraminiferi morti si sono man mano accumulate sul fondale. Oggi grazie ad un carotaggio del fondale, ovvero il prelievo di una piccola sezione verticale cilindrica del fondale marino, possiamo avere una misurazione quasi continua delle variazioni di temperatura avvenute in tutti questi milioni di anni. Di fatto dobbiamo la maggior parte di quello che conosciamo sulla storia climatica del nostro pianeta a questi piccoli organismi e le loro piccole e bellissime case.

REFERENCES

Hays, J. D., Imbrie, J., & Shackleton, N. J. (1976). Variations in the Earth’s Orbit: Pacemaker of the Ice Ages. Science, 194(4270), 1121-1132.
Abstract

Kendall, C., & McDonnell, J.J. (1998). Fundamentals of Isotope Geochemistry. In Isotope Tracers in Catchment Hydrology (pp. 51-86). Eds: Elsevier Science B.V., Amsterdam.
Link

Kucera, M. (2007). Planktonic Foraminifera as Tracers of Past Oceanic Environments. In Developments in Marine Geology, Volume 1, (pp. 213-262).
Link

NOAA National Centers for Environmental Information, State of the Climate: Global Analysis for Annual 2015, published online January 2016, retrieved on November 28, 2016
Link

Sachs, J., & Steig, E. (2010) Lecture on Isotopes and Air Temperature. University of Washington, Seattle, Washington.
Link

Shanahan, T. (2010). Lecture on Oxygen Isotopes. University of Texas, Austin, Texas.
Link

0 people found this helpful

0 people did not find this helpful

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *