Le carte fossili possono rivelare il clima nell’ultima era dei dinosauri

Washington — Richard Barclay apre un cassetto di metallo negli archivi dello Smithsonian Museum of Natural History che contiene fossili che hanno quasi 100 milioni di anni. Nonostante la sua età, queste rocce non sono fragili. Il geologo e il botanico se ne occupano facilmente e ne mette uno nel palmo della mano per esaminarlo più da vicino.

Parte integrante dell’antica roccia è una foglia triangolare con lobi superiori arrotondati. Questa foglia è caduta da un albero nel momento in cui T-rex e triceratopo vagavano per le foreste preistoriche, ma la pianta è immediatamente riconoscibile. “Si può dire che questo è ginkgo, è una forma unica”, ha detto Barclay. “Non è cambiato molto in milioni di anni.”

Ciò che distingue anche gli alberi di ginkgo è che i loro fossili spesso conservano il materiale vegetale reale, non solo l’impressione della foglia. E quel sottile strato di materia organica potrebbe essere la chiave per comprendere l’antico sistema climatico e il possibile futuro del nostro pianeta in fase di riscaldamento.

Ma Barclay e il suo team devono prima decodificare l’impianto per leggere le informazioni nel vecchio giornale.

“Gingko è una capsula del tempo davvero unica”, ha affermato Peter Crane, paleontologo della Yale University. Come ha scritto nel suo libro Ginkgo sulla pianta, “È difficile immaginare che questi alberi, che ora torreggiano sopra automobili e passeggeri, abbiano avuto origine dai dinosauri e siano arrivati ​​fino a noi quasi immutati per 200 milioni di anni”.

Se un albero cadesse in un’antica foresta, cosa può dire oggi agli scienziati?

“La ragione per cui gli scienziati guardano al passato è capire cosa accadrà in futuro”, ha affermato Kevin Anchokaitis, ricercatore sul clima presso l’Università dell’Arizona. “Vogliamo capire come il pianeta ha risposto in passato ai cambiamenti climatici su larga scala: come sono cambiati gli ecosistemi, come sono cambiati la chimica degli oceani e il livello del mare, come funzionano le foreste”.

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Di particolare interesse per gli scienziati sono i periodi di “serra” in cui ritengono che i livelli di carbonio e le temperature fossero molto più alti di quanto non siano oggi. Uno di questi tempi si è verificato durante il tardo Cretaceo (da 66 a 100 milioni di anni fa), l’ultima età dei dinosauri prima che un meteorite colpisse la Terra e la maggior parte delle specie si estinguesse.

Imparare di più sui climi in serra fornisce anche agli scienziati dati preziosi per testare l’accuratezza dei modelli climatici per prevedere il futuro, afferma Kim Cobb, scienziato del clima presso la Georgia Tech.

Ma le informazioni climatiche sul lontano passato sono limitate. Le bolle d’aria intrappolate nelle antiche carote di ghiaccio consentono agli scienziati di studiare gli antichi livelli di anidride carbonica, ma quelle bolle hanno solo 800.000 anni.

È qui che entra in gioco la collezione di foglie di ginkgo dello Smithsonian. Lungo una serie di vicoli, Barclay salta attraverso migliaia di anni – come possibile solo nel museo – fino al XIX secolo, quando la rivoluzione industriale iniziò a cambiare il clima.

Dal tesoro, estrae fogli di carta dove gli studiosi vittoriani hanno registrato e rilegato foglie di ginkgo raccolte dai giardini botanici del loro tempo. Diversi esemplari hanno bellissime etichette in corsivo, tra cui una datata 22 agosto 1896.

La forma della foglia corrisponde grosso modo a quella di un fossile di circa 100 milioni di anni fa, e di una carta moderna che Barclay tiene in mano. Ma una grande differenza può essere vista usando un microscopio: come la carta ha risposto al cambiamento di carbonio nell’aria.

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Piccoli pori sono disposti sul lato inferiore della foglia per assorbire l’anidride carbonica e respirare l’acqua, consentendo alla pianta di convertire la luce solare in energia. Quando c’è molto carbonio nell’aria, la pianta ha bisogno di meno pori per assorbire il carbonio di cui ha bisogno. Quando i livelli di carbonio diminuiscono, le foglie producono più pori per compensare.

Oggi, gli scienziati sanno che il livello globale medio di anidride carbonica nell’atmosfera è di circa 410 parti per milione e Barclay sa cosa fa sembrare il documento. Grazie alle foglie delle piante vittoriane, sa che aspetto avevano le foglie di ginkgo prima che gli umani cambiassero drasticamente l’atmosfera del pianeta.

Ora vuole sapere cosa potrebbero dirgli i pori delle foglie fossilizzate di ginkgo sull’atmosfera di 100 milioni di anni fa.

Ma prima ha bisogno di un separatore di codici, di un foglio di traduzione, una specie di Stele di Rosetta per decifrare l’antica calligrafia atmosferica.

Ecco perché sta facendo un esperimento in una foresta del Maryland.

Una mattina all’inizio di quest’anno, Barclay e l’assistente del progetto Ben Lloyd hanno curato file di alberi di ginkgo all’interno di contenitori esposti di pellicola trasparente che li hanno esposti alla pioggia, alla luce del sole e al cambiamento delle stagioni. “Li coltiviamo in questo modo in modo che le piante attraversino cicli naturali”, ha detto Barclay.

I ricercatori si sono sintonizzati sull’anidride carbonica pompata in ogni stanza e un monitor elettronico all’esterno ha lampeggiato i livelli ogni cinque secondi.

Alcuni alberi crescono agli attuali livelli di anidride carbonica. Altri crescono a livelli drammaticamente elevati, avvicinandosi a livelli nel lontano passato, o forse nel futuro.

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“Stiamo cercando analoghi – abbiamo bisogno di qualcosa da confrontare”, ha detto Barclay. Se c’è una corrispondenza tra la forma delle foglie nell’esperimento e la forma delle foglie fossili, fornirà ai ricercatori un indizio approssimativo sull’antica atmosfera.

Stanno anche studiando cosa succede quando gli alberi crescono in ambienti altamente carichi e hanno scoperto che più anidride carbonica li fa crescere più velocemente.

Ma Barkley aggiunge: “Se le piante crescono troppo velocemente, è più probabile che commettano errori e siano più suscettibili ai danni… È come un pilota di auto da corsa che rischia di deragliare ad alta velocità”.

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