Gli oceani primitivi erano più freddi dell’Antartide
Ecco come gli scienziati hanno scoperto che gli oceani primitivi, durante le glaciazioni estreme, ospitavano bacini con acque dalle temperature estremamente basse.
Durante una delle fasi più estreme della storia del pianeta, quella che si rifà alla teoria della Terra a palla di neve, gli oceani primitivi avrebbero raggiunto temperature intorno ai – 15 gradi Celsius, più fredde delle attuali acque costiere dell’Antartide. A sostenerlo è uno studio pubblicato su Nature Communications, che ha utilizzato gli isotopi del ferro come termometro geologico per ricostruire il clima di oltre 700 milioni di anni fa.
- La Terra sotto il ghiaccio
- Il ferro come termometro
- Bacini salati sotto il ghiaccio
- Implicazioni per il clima e la vita
La Terra sotto il ghiaccio
L’ipotesi della Terra a palla di neve descrive un’epoca, nel periodo Cryogeniano, in cui il ghiaccio avrebbe ricoperto quasi interamente il pianeta, spingendosi fino alle basse latitudini.
Le prove geologiche di queste glaciazioni estreme sono note da tempo: depositi glaciali distribuiti su tutti i continenti e particolari strati rocciosi che segnano la fine delle grandi ere glaciali.
Più difficile, finora, era stabilire quanto fossero freddi gli oceani sotto quella coltre di ghiaccio. Il nuovo studio affronta la questione analizzando antiche formazioni ferrifere criogeniane, rocce sedimentarie ricche di ferro che si formarono proprio durante quelle glaciazioni globali.
Il ferro come termometro
I ricercatori hanno misurato il rapporto tra isotopi del ferro, in particolare il parametro δ56Fe. Nelle formazioni risalenti alla Terra a palla di neve, i valori risultano insolitamente elevati rispetto a quelli osservati in epoche precedenti, persino rispetto alle rocce anteriori al Great Oxidation Event, il grande cambiamento atmosferico avvenuto circa 2,4 miliardi di anni fa.
In passato, variazioni di questo tipo erano state attribuite soprattutto a differenze nei livelli di ossigeno. Tuttavia, i dati criogeniani mostrano uno scarto troppo marcato per essere spiegato soltanto con i processi di ossidazione.
Gli autori propongono quindi un’interpretazione alternativa: il frazionamento isotopico del ferro dipende anche dalla temperatura. Più l’acqua è fredda, più il valore di δ56Fe tende ad aumentare.
Applicando modelli teorici e confrontando i dati con intervalli più antichi, gli studiosi stimano che le acque in cui si formarono queste rocce avessero una temperatura media di circa – 15 gradi, con un’incertezza di ±7 gradi. Si tratterebbe delle temperature oceaniche più basse finora ricostruite nella storia della Terra.
Bacini salati sotto il ghiaccio
È improbabile che l’intero oceano globale avesse una temperatura uniforme di – 15 gradi. Lo studio suggerisce piuttosto la presenza di bacini semi-isolati sotto piattaforme di ghiaccio, ambienti in cui la salinità poteva aumentare drasticamente.
Quando l’acqua marina congela, il ghiaccio espelle il sale, che si concentra nelle acque sottostanti. Questo processo abbassa ulteriormente il punto di congelamento, permettendo all’acqua di restare liquida anche a temperature molto inferiori allo zero.
Analisi geochimiche basate sul rapporto tra stronzio e bario indicano che la salinità di queste acque poteva superare di quattro volte quella degli oceani moderni.
Un meccanismo simile è osservabile oggi sotto alcune piattaforme glaciali dell’Antartide, dove esistono sacche di salamoia estremamente fredde. La differenza è che, nel Cryogeniano, queste condizioni avrebbero caratterizzato porzioni significative dei mari intrappolati sotto il ghiaccio globale.
Implicazioni per il clima e la vita
Se gli oceani primitivi erano davvero più freddi dell’Antartide odierna, il quadro climatico della Terra a palla di neve diventa ancora più radicale. Temperature così basse rafforzano l’idea di una glaciazione “dura”, con un pianeta quasi interamente congelato e scambi limitati tra atmosfera e oceano.
Eppure, anche in questi scenari estremi, la vita potrebbe non essere scomparsa. Gli stessi ambienti subglaciali, alimentati da acque di fusione e reazioni chimiche, potrebbero aver offerto rifugi microbici.
Comprendere come si siano mantenuti questi ecosistemi aiuta a ricostruire il passato remoto della Terra e anche a immaginare quali forme di vita potrebbero esistere in ambienti ghiacciati su altri pianeti o lune.
La Terra a palla di neve, dunque, non è soltanto un capitolo remoto della geologia: è uno squarcio su quanto possa essere dinamico e sorprendente il nostro pianeta. Anche quando sembra immobile sotto chilometri di ghiaccio.
