Un nuovo studio dell'Università del Michigan che ha utilizzato gusci di ostriche fossili come paleotermometri ha scoperto che il mare poco profondo che copriva gran parte del Nord America occidentale 95 milioni di anni fa era caldo come i tropici di oggi.

Lo studio fornisce i primi dati diretti sulla temperatura da quel vasto mare di media latitudine durante l'altezza del massimo termico del Cretaceo, uno degli intervalli climatici più caldi del pianeta degli ultimi centinaia di milioni di anni.

I risultati, pubblicati online il 9 maggio sulla rivista Geology , suggeriscono anche ciò che potrebbe essere in serbo per le generazioni future a meno che le emissioni di gas serra che intrappolano il calore non vengano frenate.

"Questi dati indicano che l'interno del Nord America durante il picco della serra del Cretaceo era caldo quanto le condizioni più calde dei tropici moderni:immagina il clima di Bali, in Indonesia, in luoghi come lo Utah o il Wyoming", ha affermato l'autore principale dello studio Matt Jones, un ex ricercatore post-dottorato dell'Università del Michigan, ora al National Museum of Natural History della Smithsonian Institution.

Lo studio ha rilevato che le temperature medie dell'acqua nel Western Interior Seaway durante il Cretaceo medio variavano da 28 a 34 gradi Celsius (da 82 F a 93 F), calde come i moderni estremi tropicali come l'Indo-Pacific Warm Pool, che mostra costantemente il temperature dell'acqua più alte sulla più grande distesa della superficie terrestre.

Le concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica nel Cretaceo centrale sono ancora oggetto di dibattito tra i ricercatori, ma molti studi hanno mostrato livelli superiori a 1.000 parti per milione. I livelli odierni sono poco più di 420 ppm ma potrebbero superare i 1.000 entro la fine di questo secolo a meno che le emissioni di combustibili fossili non vengano ridotte, secondo gli scienziati del clima.

"Queste nuove scoperte aiutano a risolvere le temperature in Nord America durante un intervallo di picco di calore serra nel passato geologico, il che a sua volta può aiutarci a prevedere meglio quanto potrebbe essere calda la Terra in futuro sotto la proiezione di CO₂ condizioni", ha affermato Sierra Petersen, geochimica di UM e coautrice dello studio, assistente professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente.

Per determinare quanto fosse caldo il Nord America durante il picco mondiale delle serre nel Cretaceo 95 milioni di anni fa, i ricercatori hanno analizzato 29 gusci di ostriche ben conservati da una collezione di fossili dell'indagine geologica degli Stati Uniti.

I fossili provenivano da affioramenti di arenaria e scisto in Wyoming, Colorado, Utah, New Mexico e Arizona, luoghi che si trovavano a una latitudine simile a quella odierna ma erano sott'acqua durante il Cretaceo. A quel tempo, la Western Interior Seaway si estendeva dal Golfo del Messico all'Artico e dall'attuale Utah all'Iowa.

I fossili raccolti nell'interno occidentale degli Stati Uniti mostrano che il mare pullulava di vita marina tra cui enormi vongole, ammoniti dal guscio a spirale e tipi estinti di ostriche. I dinosauri vagavano per le pianure costiere adiacenti.

Per il presente studio, i ricercatori hanno utilizzato gusci di ostriche fossili raccolti nel corso di diversi decenni da Bill Cobban, uno dei più importanti paleontologi americani del 20° secolo, e dai suoi colleghi. Man mano che le ostriche crescevano, i loro gusci incorporavano varie forme, o isotopi, degli elementi ossigeno e carbonio, in rapporti che rivelano la temperatura dell'acqua di mare circostante.

Con un piccolo trapano Dremel, Jones ha campionato i gusci fossili e ha raccolto la calcite in polvere. Utilizzando uno spettrometro di massa all'avanguardia nel laboratorio UM di Petersen, i ricercatori hanno misurato i rapporti isotopici di carbonio e ossigeno. In particolare, hanno esaminato la presenza dell'isotopo carbonio-13 del carbonio pesante e dell'isotopo ossigeno-18 dell'ossigeno pesante e la frequenza con cui sono stati trovati legati insieme nella struttura cristallina della calcite.

Questa frequenza di legame dei due isotopi pesanti, chiamata aggregazione isotopica, è altamente sensibile alla temperatura ambiente quando si forma un minerale, consentendo agli scienziati di ricostruire le temperature passate attraverso una tecnica sviluppata di recente chiamata paleotermometria isotopica aggregata.

"Molte generazioni di geologi hanno studiato la paleontologia e la stratigrafia del Western Interior Seaway, fornendo idee diverse sul clima passato e una base di conoscenza che ha reso possibile questo studio", ha detto Jones. "Tuttavia, non esistevano misurazioni dirette del paleotermometro, fino ad ora, dall'interno del Nord America per il picco di questo mondo in serra del Cretaceo.

"Questa scarsità di documenti ha ostacolato una solida comprensione dell'evoluzione della temperatura del Nord America attraverso il Cretaceo e l'influenza della temperatura sui biota marini del continente nel mare, nonché sulla fauna terrestre come i dinosauri che abitano le pianure costiere adiacenti".

Secondo gli autori, i dati nordamericani del nuovo studio sono coerenti con studi precedenti che utilizzavano le tradizionali tecniche di paleotermometria dell'isotopo dell'ossigeno in siti oceanici aperti a livello globale. Quegli studi precedenti, che hanno misurato il rapporto tra gli isotopi stabili dell'ossigeno, hanno dedotto temperature della superficie del mare tra i 20 °C (basse 80 °F) dal sub-antartico a metà degli anni 30 °C (90 °C superiori) dai tropici e dal sud medie latitudini.

Oltre ai risultati specifici che quantificano il calore globale passato nella Western Interior Seaway, il nuovo studio dimostra anche come questa particolare tecnica geochimica può essere utilizzata per rivelare le condizioni climatiche nel profondo passato, dove le tecniche precedenti hanno avuto difficoltà.

"Anche dopo aver lavorato con il paleotermometro a isotopi agglomerati per 15 anni, è ancora sorprendente per me che, dati i campioni giusti, possiamo essenzialmente immergere un termometro in un oceano di 95 milioni di anni e capire quanto fosse caldo", ha detto Petersen. "Se vogliamo essere in grado di prevedere meglio come la vita diversa sulla Terra potrebbe rispondere al riscaldamento futuro, le stime concrete della temperatura nei periodi caldi passati possono aiutarci a stabilire limiti massimi di sopravvivenza".