I campioni di carote di roccia di un periodo di riscaldamento milioni di anni fa indicano che i suoli hanno contribuito a un rapido aumento dei gas serra atmosferici e suggeriscono che i modelli climatici moderni potrebbero sovrastimare la capacità della Terra di mitigare il riscaldamento futuro, secondo un team internazionale di scienziati.

I ricercatori hanno scoperto un drastico calo del materiale organico conservato in sezioni di carotaggi del Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), un evento di riscaldamento globale 55,5 milioni di anni fa che è considerato il miglior analogo per il cambiamento climatico moderno.

Le scoperte, secondo i ricercatori, suggeriscono che antichi suoli provenienti da un sito nell'odierno Wyoming agissero come fonte di anidride carbonica atmosferica, l'emissione di gas serra nell'atmosfera, e non un lavandino, intrappolare e immagazzinare il carbonio nel sottosuolo.

I ricercatori hanno detto che questo potrebbe significare modelli climatici globali, che si aspettano che il suolo sia un lavandino, può sopravvalutare la capacità degli ecosistemi terrestri di ridurre gli impatti dei cambiamenti climatici. Però, sono necessari ulteriori studi per vedere come i suoli hanno reagito al PETM in altre parti del mondo, loro hanno detto.

"Vediamo che la quantità di carbonio cala drasticamente, per ordini di grandezza, durante questo evento PETM, "ha detto Allison Baczynski, uno studioso postdottorato in geoscienze presso la Penn State e autore principale dello studio. "Quindi almeno nel Wyoming, i miei dati suggeriscono che i suoli hanno agito come fonte, non un lavandino, per l'anidride carbonica, che potrebbe fornire nuove informazioni mentre cerchiamo di capire dove sta andando il nostro clima".

Il team ha riportato i risultati sulla rivista Paleoceanografia e Paleoclimatologia . Katherine Freeman, Professore di Geoscienze all'Università Evan Pugh, e consigliere di Baczynski, è coautore.

I nuclei, perforato nel 2011 presso il Bighorn Basin nel Wyoming, sono i primi carotaggi terrestri del PETM. Gli scienziati hanno scoperto che i campioni contenevano meno materia organica del previsto, ma, al tempo, il team non disponeva di strumenti con una sensibilità sufficiente per misurare biomarcatori specifici.

Baczynski ha trascorso parte di quattro anni a migliorare la sensibilità dell'attrezzatura di due ordini di grandezza, e usando quello strumento, il team ha raccolto il primo record di biomarcatore del PETM da campioni di carote terrestri.

"Prima di migliorare la sensibilità, avevamo valori di isotopi di carbonio prima e dopo il PETM, ma niente durante, " Baczynski ha detto. "Siamo stati in grado di colmare questa lacuna in questo studio".

I ricercatori hanno scoperto che la sezione di 130 piedi che credono rappresenti il ​​PETM aveva il peso più basso di carbonio totale e biomarcatori di qualsiasi parte del nucleo.

"Almeno nel bacino del Bighorn, sembra che l'elevata temperatura PETM, precipitazioni stagionalmente intense, o una combinazione, tassi di decadimento della materia organica accelerati in modo tale da superare la produttività delle piante e alla fine hanno portato a una riduzione del carbonio organico del suolo durante il PETM, " ha detto Baczynski.

Il PETM è caratterizzato dall'aumento globale delle temperature, da circa 9 a 15 gradi Fahrenheit, e un rapido aumento dell'anidride carbonica atmosferica. L'anidride carbonica di questo periodo ha una firma isotopica unica, e gli scienziati possono identificarlo nei fossili di alberi e piante che hanno assorbito il carbonio.

Gli scienziati hanno scoperto che la sezione PETM del nucleo mancava di prove di questo processo. Utilizzando il nuovo strumento, e confrontando i campioni con affioramenti vicini, gli scienziati ritengono che fino al 40% del nucleo possa essere composto da carbonio fossile più vecchio che precede il PETM. L'area era una volta una pianura alluvionale, e i fiumi possono aver trasportato e depositato il carbonio più antico, hanno detto gli scienziati.

Baczynski ha detto che lo strumento che ha sviluppato aiuterà con ricerche fossili simili e ha applicazioni di confine per studiare materiali con bassi livelli di carbonio, come campioni extraterrestri che un giorno potrebbero provenire da Marte.