Perché i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera aumentano e diminuiscono in concomitanza con i periodi caldi e freddi del passato della Terra? Gli scienziati hanno cercato di rispondere a questa domanda per molti anni, e grazie agli indizi chimici lasciati nei nuclei di sedimenti estratti dalle profondità del fondo oceanico, stanno iniziando a mettere insieme i pezzi di quel puzzle.

Ricerche recenti suggeriscono che c'era un maggiore stoccaggio del carbonio respirato nell'oceano profondo quando i livelli di concentrazioni di anidride carbonica atmosferica erano inferiori ai livelli odierni. Ma una nuova ricerca condotta da uno scienziato della Texas A&M University è arrivata ancora più indietro, per la prima volta rivelando approfondimenti sui livelli di anidride carbonica atmosferica negli anni '50, 000 anni prima dell'ultima era glaciale.

"Una delle più grandi incognite sul clima del passato è la causa della variabilità dell'anidride carbonica atmosferica durante i cicli globali caldo-freddo, " disse Franco Marcantonio, autore principale dello studio e professore e Jane e Ken R. Williams '45 Chair nel Dipartimento di Geologia e Geofisica del Texas A&M. "Qui abbiamo studiato il 'come' di variare l'anidride carbonica con il 'dove', vale a dire, l'Oceano Pacifico Equatoriale Orientale, che è una regione importante dell'oceano mondiale dove, oggi, una significativa quantità di anidride carbonica viene espirata nell'atmosfera e si riscontrano i maggiori tassi di crescita del fitoplancton".

La ricerca è stata recentemente pubblicata su Rapporti scientifici , una rivista di ricerca sulla natura.

Per esaminare gli antichi livelli di anidride carbonica, Marcantonio e un team di ricercatori hanno analizzato un nucleo di sedimenti del fondo oceanico estratto dal profondo Oceano Pacifico equatoriale orientale. Il nucleo lungo 10 metri si estende per circa 180, 000 anni, e la chimica degli strati di sedimenti fornisce agli scienziati una finestra sui climi del passato. Le misurazioni chimiche che fanno servono come proxy per i livelli di ossigeno delle profondità marine.

Misurazione di minuscole tracce di isotopi di uranio e torio, il team è stato in grado di associare periodi di maggiore accumulo di carbonio respirato (e bassi livelli di ossigeno in acque profonde) con periodi di diminuzione dei livelli globali di anidride carbonica atmosferica negli ultimi 70 anni, 000 anni.

"Confrontando il nostro record di sedimenti ad alta risoluzione dell'ossigenazione di acque profonde nel Pacifico equatoriale orientale con altre aree del Pacifico e dell'Oceano meridionale, troviamo che l'Oceano Pacifico, come l'Oceano Meridionale, è un luogo per lo stoccaggio del carbonio respirato negli oceani profondi durante i periodi di diminuzione delle concentrazioni atmosferiche globali di CO2, " ha detto. "È importante che poniamo dei vincoli sulla posizione nella colonna d'acqua dell'estensione della riserva di carbonio immagazzinata respirata durante i periodi freddi.

"Comprendere le dinamiche passate del ciclo del carbonio terrestre è di fondamentale importanza per informare e guidare le politiche sociali in un mondo in via di riscaldamento con livelli crescenti di anidride carbonica atmosferica".

I coautori dello studio erano Ryan Hostak, un ex studente laureato in Texas A&M che ha conseguito un master in geologia nel 2019; Jennifer E. Hertzberg, che ha conseguito il dottorato di ricerca in oceanografia dal Texas A&M nel 2015 ed è ora ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento della Terra, Scienze oceaniche e atmosferiche presso la Old Dominion University; e Matthew W. Schmidt, professore associato di Oceano, Scienze della Terra e dell'Atmosfera presso Old Dominion. Marcantonio e i suoi colleghi hanno progettato lo studio, lui e Hostak hanno eseguito le analisi degli isotopi, e il team ha interpretato i dati.

"Eseguendo studi simili nei sedimenti che coprono una fascia più ampia del profondo Oceano Pacifico, saremo in grado di mappare spazialmente l'estensione di questo passato profondo bacino di carbonio respirato, "Marcantonio disse, in attesa di ricerche future.