Cinquantasei milioni di anni fa, la Terra ha vissuto un episodio eccezionale di riscaldamento globale. In brevissimo tempo su scala geologica, entro 10-20, 000 anni, la temperatura media è aumentata di cinque-otto gradi, tornando al suo livello originale solo poche centinaia di migliaia di anni dopo. Sulla base dell'analisi dei sedimenti del versante meridionale dei Pirenei, ricercatori dell'Università di Ginevra (UNIGE) hanno misurato l'impatto di questo riscaldamento sulle inondazioni dei fiumi e sui paesaggi circostanti. L'ampiezza delle inondazioni è aumentata di un fattore otto - e talvolta anche di un fattore 14 - e i paesaggi vegetati potrebbero essere stati sostituiti da aridi, pianure ciottolose. Le loro conclusioni inquietanti, da pubblicare in Rapporti scientifici , mostrano che le conseguenze di tale riscaldamento globale potrebbero essere state molto maggiori di quanto previsto dagli attuali modelli climatici.

"Il metodo su cui ci siamo basati per analizzare questo riscaldamento globale è direttamente ispirato dalla segnalazione cellulare nella biologia dei sistemi, dove i ricercatori analizzano la risposta delle cellule agli stimoli esterni e la conseguente trasmissione del segnale, " spiega Sébastien Castelltort, docente presso il Dipartimento di Scienze della Terra della Facoltà di Scienze dell'UNIGE, e capofila dello studio. "Siamo interessati a come un sistema, in questo caso il ciclo idrologico attraverso il comportamento dei fiumi, reagisce a un segnale esterno, qui, il riscaldamento globale." Questo progetto si è concentrato su un caso climatico estremo che era ben noto agli scienziati:un riscaldamento da cinque a otto gradi che si è verificato 56 milioni di anni fa, tra il Paleocene e l'Eocene, noto anche con l'acronimo PETM (Palaeocene-Eocene Thermal Maximum). Sistema di segnalazione della superficie terrestre denominato (ESSS), questo progetto è sostenuto dal Fondo nazionale svizzero per la scienza (FNS).

Palme a latitudini polari

Già negli anni '70, gli scienziati hanno osservato una forte anomalia nel rapporto tra isotopi di carbonio stabili (δ13C), a causa del relativo aumento della proporzione dell'isotopo leggero (12C) rispetto all'isotopo pesante (13C), riflettendo un'interruzione del ciclo del carbonio, sia negli oceani che nei continenti, associato a un riscaldamento globale e alle sue spettacolari conseguenze. Le palme prosperavano alle latitudini polari, e un po' di plancton marino, come il dinoflagellato Apectodinium, normalmente limitato alle acque tropicali, improvvisamente diffuso in tutto il mondo. I geologi utilizzano questo tipo di osservazione come veri e propri "paletermometri, " quale, in questo caso, mostrano un aumento della temperatura delle acque superficiali che ha raggiunto quasi i 36 gradi in alcuni punti, una temperatura letale per molti organismi. Diversi fenomeni sono citati come possibili cause di questo riscaldamento globale, dall'intensa attività vulcanica in diverse aree del globo in questo periodo, alla destabilizzazione degli idrati di metano, questi "cubi di ghiaccio" di metano che rimangono stabili solo in determinate condizioni di pressione e temperatura, e che degasando avrebbero rilasciato i propri gas serra.

Ma sebbene l'evento sia noto e le sue cause siano state ampiamente esplorate, e le conseguenze? "La domanda è importante, perché c'è un'ovvia analogia con l'attuale riscaldamento globale. Ci sono lezioni da imparare da questo evento, tanto più che l'aumento delle temperature a cui stiamo attualmente assistendo sembra essere molto più veloce, " Sottolinea Sébastien Castelltort.

Ciottoli che raccontano la storia dei fiumi

I Pirenei spagnoli offrono sedimenti che ci permettono di osservare gli antichi canali fluviali e di determinarne le dimensioni. Chen Chen, un dottorando presso il Dipartimento di Scienze della Terra della Facoltà di Scienze dell'UNIGE, dice che migliaia di antichi ciottoli di fiume sono stati misurati sul campo. Passo dopo passo, grazie al rapporto diretto tra la dimensione dei ciottoli e la pendenza dei fiumi, i ricercatori sono stati così in grado di calcolare la loro velocità di flusso e portata. Hanno dunque svelato tutta la storia di questi fiumi, e quello dei cambiamenti spettacolari che li hanno colpiti.

Cinquantasei milioni di anni fa, si stavano formando i Pirenei, e le loro colline erano attraversate da piccoli canali isolati in una pianura alluvionale dove depositavano alluvioni altamente fertili, favorire lo sviluppo di una vegetazione le cui radici ancorerebbero il suolo. Lasciando il piemonte pirenaico, questi piccoli fiumi si diressero poi a ovest nell'Atlantico, che allora distava solo una trentina di chilometri.

"Con il riscaldamento globale, il paesaggio è cambiato completamente. Le inondazioni che formano il canale, che si verificano in media ogni due o tre anni e il cui flusso siamo stati in grado di misurare, fino a 14 volte maggiore di prima quando il clima era più fresco, " spiega Sébastien Castelltort. Durante il PETM, i fiumi cambiavano continuamente corso, non si sono più adattati all'aumento dello scarico incidendo il loro letto, ma invece, si sono allargati, a volte drammaticamente, da 15 a 160 metri di larghezza nel caso più estremo. Invece di rimanere intrappolati nelle pianure alluvionali, l'alluvione è stato trasferito direttamente verso l'oceano, e la vegetazione sembrava scomparire. Il paesaggio si trasformò in aride vaste pianure ghiaiose, attraversato da fiumi effimeri e torrenziali.

Rischi molto maggiori del previsto

Gli scienziati non sanno ancora come siano cambiati i modelli delle precipitazioni, ma sanno che questo riscaldamento ha portato a inondazioni più intense e una maggiore stagionalità, con estati decisamente più calde. Una maggiore evaporazione ha provocato un aumento inaspettato della magnitudo delle inondazioni. Un grado di aumento della temperatura implica un aumento del 7% della capacità dell'atmosfera di trattenere l'umidità, e questo rapporto è generalmente utilizzato per valutare l'aumento delle precipitazioni. "Ma il nostro studio mostra che ci sono soglie, evoluzioni non lineari che vanno oltre questo rapporto. Con un rapporto di 14 per la magnitudo delle piene, affrontiamo effetti che non comprendiamo, che forse può essere spiegato da fattori locali, ma anche da fattori globali non ancora incorporati negli attuali modelli climatici. Il nostro studio dimostra che i rischi associati al riscaldamento globale possono essere molto maggiori di quanto generalmente pensiamo, " conclude Sébastien Castelltort.