I ricercatori hanno studiato come il livello globale del mare sia variato nel corso degli ultimi 540 milioni di anni, focalizzandosi su cambiamenti a breve termine (da 1.000 a 100.000 anni)
Cosa ci dice il mare? Un viaggio di 540 milioni di anni nei suoi cambiamenti.
Il livello del mare sulla Terra ha sempre oscillato, sin da quando esiste l’acqua sul pianeta. Gli scienziati hanno già potuto utilizzare sedimenti e fossili per ricostruire in modo approssimativo come il livello del mare sia cambiato nel corso di intervalli temporali di milioni di anni. Ora, per la prima volta, ricercatori provenienti da Utrecht, dal Regno Unito e dagli Stati Uniti sono riusciti a determinare come il livello del mare sia variato su scale temporali di migliaia di anni negli ultimi 540 milioni di anni. Questa nuova ricerca è stata pubblicata su Earth and Planetary Science Letters (1). «Tenere conto di queste rapide variazioni del livello del mare è importante per comprendere la struttura del sottosuolo e le applicazioni alle risorse energetiche verdi».
L'altezza del livello del mare dipende in gran parte da due fattori: la tettonica a placche determina quanto è profonda la ‘vasca da bagno’ tra i continenti, e la quantità di ghiaccio terrestre determina quanta acqua c’è in quella vasca. «Su intervalli di circa un milione di anni, si può ricavare un livello medio del mare fino al punto in cui ci sono fossili, circa 540 milioni di anni fa», afferma il dottor Douwe van der Meer (2), ricercatore ospite presso l’Università di Utrecht e autore principale dello studio. «Questo valore è variato fino a 200 metri. Sospettavamo che il livello del mare potesse salire e scendere enormemente anche in periodi molto più brevi, ma non ci sono abbastanza dati per analizzare quei tempi più ristretti».
Sedimenti e Memoria: Anelli che Raccontano il Passato
Per stimare le variazioni del livello del mare su periodi più brevi, gli scienziati possono imparare osservando le rocce degli ultimi milioni di anni. Come i cerchi di crescita degli alberi, leggono i depositi sedimentari di, ad esempio, arenaria e argillite. L’argillite si forma principalmente quando una zona è sotto acque profonde, mentre l’arenaria quando l’area è più vicina alla costa. «Vediamo delle alternanze soprattutto quando il clima globale è freddo e c'è ghiaccio ai poli. In quel periodo, le oscillazioni ritmiche dell’asse di rotazione terrestre generano ere glaciali che durano solo decine di migliaia di anni, durante le quali il livello del mare può salire o scendere anche di 100 metri».
Fino ad ora, gli effetti di cambiamenti così brevi del livello del mare non potevano essere determinati nel lontano passato geologico. Ma Van der Meer e i suoi colleghi hanno escogitato un trucco: i ricercatori hanno calcolato la relazione tra il clima terrestre e la dimensione delle calotte glaciali per gli ultimi decine di milioni di anni, quando erano disponibili dati affidabili. «Questo ci ha fornito le informazioni più accurate, con periodi caldi senza ghiaccio, periodi freddi con ghiaccio – e anche ere glaciali. Abbiamo usato questa relazione per determinare la variabilità a breve termine più indietro nel tempo, fino a 540 milioni di anni fa».
Le nuove variazioni del livello del mare che i ricercatori hanno ricostruito si sono rivelate molto più coerenti con le ricostruzioni basate sui fossili. «È la prima volta che siamo stati in grado di quantificare il livello del mare in modo coerente su scale temporali così brevi», afferma il professor Van der Meer. Negli ultimi milioni di anni, abbiamo assistito all’alternarsi delle ere glaciali, con cambiamenti del livello del mare fino a 100 metri. Ma durante il periodo dei dinosauri, nel Giurassico e nel Cretaceo, le variazioni erano molto meno accentuate a causa della mancanza di ghiaccio terrestre. Al contrario, nel tardo Carbonifero, quando gigantesche libellule volavano sopra immensi acquitrini nei Paesi Bassi, le variazioni del livello del mare erano molto marcate, a causa di una grande calotta glaciale nell’emisfero sud.
Utilizzo dello spazio sotterraneo per lo stoccaggio energetico e dei materiali
Poiché oggi conosciamo molto più precisamente cosa è successo ai livelli del mare in passato, i ricercatori sono in grado di creare mappe della Terra più accurate per ogni periodo storico. Queste possono essere utilizzate nei modelli climatici e di evoluzione, e per analizzare le risposte ai cambiamenti del livello del mare. «Livelli del mare alti o bassi - è tutto già successo nel passato geologico», afferma Van der Meer.
La conoscenza dei livelli del mare nel passato geologico ha molte applicazioni diverse. Oggi si cercano metodi per lo stoccaggio sotterraneo di CO₂ e idrogeno, o per l’energia geotermica. L’arenaria, depositata in condizioni di basso livello marino, è importante perché può essere utilizzata come serbatoio. L’argillite, formatasi quando il livello del mare era elevato, funge da sigillo, impedendo il passaggio dell’acqua o della CO₂. Attualmente si cercano anche siti adatti per lo stoccaggio delle scorie radioattive all’interno di questi tipi di strati. «Se sappiamo che in un determinato periodo il livello del mare era alto, sappiamo anche che è stato depositato uno strato relativamente continuo di argillite. Possiamo usare questa informazione per creare una mappa globale degli strati di sabbia e argillite, che ci aiuta a utilizzare il sottosuolo in modo sicuro».
Riferimenti:
(1) Phanerozoic orbital-scale glacio-eustatic variability
Descrizione foto: Mare di Sicilia. - Credit: Redazione ECplanet.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Scientists reconstruct 540 million years of sea level change in detail