Gli scenari per l'approvvigionamento di sedimenti nel Golfo del Messico occidentale nel Miocene (A) e nel Pleistocene (B.) L'area di origine dei sedimenti per il Miocene è mostrata in verde; Le calotte glaciali della Laurentide e della Cordigliera e i ghiacciai delle Montagne Rocciose sono in blu. I cerchi aperti sono siti di studio del Deep Sea Drilling Project (DSDP). Attestazione:Hessler et al.
L'inizio dell'era glaciale più recente, circa 2,6 milioni di anni fa, è cambiato nel punto in cui il Golfo del Messico occidentale riceve la sua scorta di sedimenti. La scoperta aggiunge nuove informazioni su come i cambiamenti climatici estremi possono avere un impatto diretto sui processi geologici fondamentali e su come tali impatti si manifestano in diversi ambienti.
La ricerca ha scoperto che gli stessi cambiamenti climatici che hanno fatto crescere i ghiacciai nell'emisfero settentrionale hanno ridotto la produzione di sedimenti nel Messico meridionale, aumentando al contempo la produzione di sedimenti lungo il bacino idrografico del fiume Mississippi.
Lo studio è stato precedentemente reso disponibile online l'8 ottobre, 2018 in vista della pubblicazione finale in stampa il 1 novembre 2018, nel diario Geologia . Angela Hessler, il direttore del Deep Time Institute, ha condotto la ricerca. È stato co-autore di Jacob Covault, un ricercatore presso l'Università del Texas presso l'Austin Bureau of Economic Geology; Daniele Stockli, professore nel Dipartimento di Scienze Geologiche della UT Jackson School of Geosciences; e Andrea Fildani, uno scienziato presso l'Equinor Research Center di Austin.
Il Bureau of Economic Geology è un'unità di ricerca della Jackson School.
Il Golfo del Messico raccoglie sedimenti trasportati dai fiumi da circa 200 milioni di anni. Gli strati di sedimenti che si accumulano sul fondo marino registrano informazioni sull'origine dei sedimenti e sui processi erosivi che li hanno sollevati dalla roccia. In questo studio, gli scienziati hanno esaminato i sedimenti depositati durante la transizione di 20 milioni di anni dal Miocene al Pleistocene, quando il clima della Terra è passato da un periodo relativamente caldo a un'era glaciale.
"È un'importante transizione dal punto di vista climatico, " ha detto Hessler. "I cicli climatici sono cambiati, ed è possibile che questo abbia cambiato l'erodibilità e il meccanismo di trasporto in tutto il Nord America per poter spargere tutto questo materiale verso il Messico".
In base alla composizione dei sedimenti, i ricercatori sono stati in grado di determinare che la fornitura primaria di sedimenti durante il Miocene medio-tardo proveniva dai fiumi del Messico meridionale. Questa è stata una sorpresa a causa del bacino relativamente piccolo dei fiumi, un'area negli altopiani tropicali del Messico di circa 300 per 500 chilometri quadrati, o delle dimensioni dell'Illinois. Però, i sedimenti hanno rivelato che ciò che l'area mancava di dimensioni ha compensato con condizioni altamente erodibili, compreso un clima umido e attività tettoniche come montagne e vulcani edificanti.
Ma quell'ambiente è cambiato con il raffreddamento globale del Pleistocene. Gli altopiani divennero aridi e aridi. E mentre l'attività tettonica continuava, la mancanza di precipitazioni ha fatto sì che il substrato roccioso fresco e i detriti vulcanici rimanessero in gran parte al loro posto. In quelli che oggi sono gli Stati Uniti, grandi lastre di ghiaccio hanno iniziato a formarsi ed erodere la roccia mentre scorrevano attraverso il continente.
Lo studio ha scoperto che questo cambiamento climatico estremo si riflette in un cambiamento nei sedimenti. Verso la metà del Pleistocene, quasi tutti i sedimenti nel Golfo del Messico provenivano da nord attraverso il fiume Mississippi, che raccoglieva sedimenti dai corsi d'acqua di tutto il continente.
Lo studio è stato in grado di svelare così tanto sull'età, origine e ambiente dei sedimenti a causa di accurati metodi di ricerca che hanno esaminato il fango creato dai sedimenti insieme ai grani, disse Stockli.
"Una delle cose davvero interessanti di questo articolo è che non ci sono stati così tanti studi che combinano effettivamente i due documenti, " ha detto. "Le persone tradizionalmente non fanno molto con il letame, ma quell'argilla ci dice tanto degli agenti atmosferici, e quali sono queste condizioni."
I metodi utilizzati dagli scienziati includevano, osservazioni al microscopio di granelli di sabbia, analisi geochimiche di oligoelementi nei fanghi sedimentari mediante spettrometria di massa, e analisi degli isotopi di zircone U-Pb. I sedimenti stessi provenivano da cinque carotaggi recuperati dall'altro lato del Golfo del Messico dal Deep Sea Drilling Project, il precursore dell'International Ocean Discovery Program, circa 50 anni fa.
Lo studio dell'impatto del clima terrestre sul trasporto dei sedimenti aiuta i ricercatori a comprendere la connessione tra il cambiamento climatico e altri processi geologici. Questa connessione potrebbe essere un punto importante da considerare quando si prevedono gli impatti futuri dei cambiamenti climatici sul resto del mondo naturale.
"Tutte queste informazioni sulla provenienza, e come le cose hanno interagito una volta o l'altra, o clima:è tutto contenuto in questo archivio stratigrafico, " ha detto Covault. "Ci vogliono solo un paio di persone per interrogarlo e mettere insieme una storia davvero interessante che ha implicazioni oltre il Golfo del Messico, per altri luoghi che potrebbero essere soggetti ai cambiamenti climatici".
