Guardare all'interno di una stalagmite significa guardare indietro nel tempo di decine di migliaia di anni per vedere come i modelli climatici della Terra hanno modellato il mondo in cui viviamo oggi.

Come gli anelli degli alberi, le stalagmiti delle caverne sono un portale per una Terra preistorica, e ora gli scienziati dell'UNSW Sydney hanno scoperto che sono costantemente affidabili come rilevatori di tempo in tutto il mondo.

In un'indagine globale sulle proprietà di crescita delle stalagmiti distribuite in tutto il mondo, gli scienziati hanno scoperto che mentre le fluttuazioni della crescita dovute agli eventi climatici sono evidenti nel periodo più breve, La crescita delle stalagmiti nei periodi più lunghi, decine di migliaia di anni, è sorprendentemente lineare.

"La nostra nuova analisi globale mostra che possiamo considerare la crescita delle stalagmiti come un metronomo e molto costante per centinaia e migliaia di anni, "dice il professor Andy Baker, UNSW Scuola di Biologico, Scienze della Terra e dell'Ambiente.

"A volte eventi meteorologici estremi possono disturbare questo metronomo per alcuni anni, rendendo la crescita un po' più veloce o più lenta, e possiamo usarlo per esplorare le variazioni climatiche.

"Ma in generale, La crescita delle stalagmiti è prevedibile ed è questa proprietà unica che le rende così preziose per i ricercatori:puoi leggere l'ora nel passato usando gli anelli di crescita molto regolari che sono ampiamente presenti in tutto il mondo".

Stalagmiti, che crescono dai pavimenti delle caverne mentre l'acqua gocciola dalle stalattiti sul soffitto della caverna, sono il risultato di sostanze chimiche trasportate dall'acqua in soluzione che si trasforma in forma solida nella grotta. Sono costituiti da strati di cristalli di calcite, che possono essere impilati perfettamente uno sopra l'altro se nulla disturba la crescita.

"Ma in realtà, ci sono molti disturbi nelle grotte, "dice il prof. Baker.

"Piccole particelle dal terreno sopra e oligoelementi di sostanze chimiche possono disturbare l'accatastamento per creare pori tra i cristalli in crescita o anche cambiare leggermente la loro forma nella morfologia - o tessuto - dei cristalli in crescita".

Crescita costante

Gli scienziati hanno usato per millenni le stalagmiti come indicatori di diverse parti delle condizioni del pianeta, ma fino ad ora non si sapeva se tutte le stalagmiti crescessero allo stesso modo in grotte con condizioni climatiche diverse.

"Prima di questa analisi, non abbiamo prove che le stalagmiti si trovino solo in regioni con precipitazioni stagionali, né era ovvio che il tasso di crescita delle stalagmiti fosse relativamente immutabile nel tempo e che questa fosse una proprietà onnipresente, "dice il prof. Baker.

"Ciò che abbiamo imparato è che per preservare un segnale ambientale nelle variazioni di spessore delle lamine stalagmitiche, è necessaria una grande perturbazione dei modelli meteorologici, come gli anni prolungati di pioggia o siccità associati a El Niño o La Niña.

"Ma nelle regioni dove c'è una stagionalità delle precipitazioni, il tasso di crescita costante a lungo termine delle stalagmiti laminate fornisce una capacità senza precedenti per la costruzione precisa della cronologia."

I ricercatori hanno scoperto che tra diverse località in tutto il mondo, i climi più caldi tendevano a una crescita più stalagmitica nel tempo, mentre i climi più freddi hanno visto rallentare la crescita.

Ma la ricerca ha mostrato che la maggior parte dei campioni di stalagmiti, indipendentemente dalla posizione, ha seguito una crescita lineare nell'arco di decine di migliaia di anni.

"La 'stalagmite media globale' è aumentata di circa un metro negli ultimi 11 anni. 000 anni, "dice il prof. Baker.

Istantanea del passato

L'analisi del modo in cui sono organizzate le lamine può aiutare gli scienziati a leggere le condizioni ambientali e gli eventi meteorologici del lontano passato. Nei climi stagionali, questi cambiamenti nel tessuto possono verificarsi a intervalli regolari, producono strati che chiamano "stalagmiti laminate annualmente." Ma quando si verificano eventi meteorologici estremi, come accade con il fenomeno dell'oscillazione meridionale di El Niño/La Niña che coinvolge mega-siccità, incendi boschivi e inondazioni, variazioni di spessore delle lamine stalagmitiche possono fornire indizi vitali.

"Possiamo usare altre prove chimiche nelle stalagmiti per ottenere registrazioni di cambiamenti ambientali passati, e sapere esattamente quando è successo, "dice il prof. Baker.

"Per esempio, all'UNSW stiamo ricostruendo per la prima volta la storia degli incendi dalle stalagmiti delle caverne. Lavorando nell'Australia occidentale, e utilizzando stalagmiti che hanno queste lamine continue e una crescita regolare, possiamo identificare la frequenza con cui si sono verificati incendi in passato dalle tracce lasciate dalla parte solubile della cenere degli incendi boschivi che viene trasportata alla stalagmite dall'acqua gocciolante".

I ricercatori affermano di avere ancora una comprensione limitata di come crescono i cristalli all'interno di ciascuna lamina, quindi studi futuri potrebbero indagare la struttura interna delle lamine ei meccanismi di crescita dei cristalli coinvolti.

Le analisi, "Le proprietà delle stalagmiti annualmente laminate-Una sintesi globale, " è stato pubblicato nel numero di aprile di Recensioni di Geofisica rivista.