Perforando in profondità i sedimenti sul fondo dell'oceano, i ricercatori possono viaggiare indietro nel tempo. Un team di ricerca guidato dall'Università di Uppsala presenta ora nuovi indizi su quando e perché un periodo spesso definito "fioritura biogenica" si è interrotto bruscamente. I cambiamenti nella forma dell'orbita terrestre attorno al Sole potrebbero aver avuto un ruolo nel drammatico cambiamento.

I sistemi oceanici sani contengono produttori primari sani, come le diatomee di alghe unicellulari e i coccolitofori, che sostengono tutte le altre forme di vita negli oceani attraverso le reti alimentari marine. I produttori primari rilasciano anche ossigeno e regolano il clima assorbendo CO₂ e legare il carbonio in componenti solidi che sono sepolti nei sedimenti di acque profonde, che è una soluzione efficace a lungo termine per la rimozione del carbonio dall'atmosfera.

La maggior parte di queste alghe utilizza la luce solare, CO₂ e nutrienti inorganici per costruire la loro massa corporea. Tuttavia, questi nutrienti si esauriscono rapidamente nelle acque superficiali illuminate dal sole, se non vengono reintegrati dalla miscelazione oceanica o rinnovati dall'approvvigionamento fluviale.

Nel corso della storia della Terra, i paleoceanografi ricostruiscono i cambiamenti nella produttività primaria osservando i resti di alghe sepolti nei sedimenti del fondo oceanico. Sebbene solo una piccola frazione della produzione di acqua superficiale sia registrata nei sedimenti marini, su scale temporali geologiche, i cambiamenti nell'accumulo di sedimenti biogenici (comprese le squame calcaree dei coccolitofori e i gusci silicei delle diatomee) sono legati ai cambiamenti passati nella produttività oceanica.

È importante capire quali fattori influenzano la produttività degli oceani su scala globale, ma anche quanto velocemente o lentamente questo sistema complesso può rispondere ai cambiamenti ambientali.

Per molti decenni, i geoscienziati hanno saputo di un lungo periodo di tempo in cui la produttività degli oceani era molto più alta di quella odierna. Ciò si è verificato durante il tardo Miocene fino all'inizio del Pliocene (da 9 a 3,5 milioni di anni fa) e il periodo è spesso chiamato "fioritura biogenica". Tuttavia, ad oggi, gli scienziati non hanno ancora compreso appieno i motivi per cui la produttività era molto più elevata in passato o perché questo periodo è giunto al termine.

Un gruppo di scienziati che collabora con Boris-Theofanis Karatsolis, un Ph.D. studente dell'Università di Uppsala, ha combinato più carote di perforazione di sedimenti di acque profonde provenienti da tutti i principali oceani per indagare su ciò che ha causato la fine dell'elevata produttività oceanica. Utilizzando la perforazione oceanica scientifica, è possibile operare in acque profonde fino a 4 chilometri e perforare ancora 1 chilometro nei sedimenti, recuperando milioni di anni di storia oceanica.

I sedimenti studiati da Karatsolis e colleghi sono stati recuperati da 200-350 metri sotto il fondale marino sulla piattaforma nord-occidentale dell'Australia. I ricercatori hanno misurato i tassi di accumulo di particelle biogene e hanno combinato i loro dati con quelli precedentemente raccolti utilizzando metodi simili in 16 posizioni aggiuntive. L'accuratezza delle età di ciascun set di dati è stata prima valutata in modo critico, per garantire confronti affidabili tra le diverse regioni.

I loro risultati mostrano che la produttività è diminuita bruscamente 4,6 milioni di anni fa ai tropici. Una possibile spiegazione di questa rapida diminuzione potrebbe implicare una ridotta intensità dei monsoni dell'Asia orientale e una diminuzione dell'apporto di nutrienti fluviali, in coincidenza con i cambiamenti nella forma dell'orbita terrestre attorno al Sole.

Lo studio aggiunge nuovi pezzi al puzzle più ampio, ma i meccanismi alla base di questo evento necessitano di ulteriori studi.

"Capire il ritmo naturale degli eventi passati fornisce un buon metro comparativo per i cambiamenti che osserviamo nel nostro ambiente oggi", afferma Boris-Theofanis Karatsolis.