Per gran parte della storia della Terra, i vulcani non sono stati la forza principale che ha modellato i livelli di gas serra del nostro pianeta. Un nuovo studio rivela che gli archi vulcanici – le catene di picchi in eruzione come quelli del Giappone – sono diventati fonti dominanti di emissioni di carbonio solo negli ultimi 100 milioni di anni, verso la fine dell’era dei dinosauri. Questa scoperta altera radicalmente la nostra comprensione della regolazione climatica della Terra a lungo termine.
Il ruolo del fitoplancton nel ciclismo del carbonio
La chiave di questo cambiamento risiede nell’evoluzione degli organismi microscopici: fitoplancton con scaglie di carbonato di calcio. Queste creature sono apparse per la prima volta circa 150 milioni di anni fa e il loro impatto sul ciclo del carbonio è stato immenso. Quando muoiono, i loro gusci si accumulano sul fondo dell’oceano, formando vasti depositi di carbonato di calcio.
Nel corso dei tempi geologici, le placche tettoniche subducono (scivolano l’una sotto l’altra), riciclando questi sedimenti ricchi di carbonio nel mantello terrestre. Una parte di questo carbonio viene poi rilasciata attraverso le eruzioni dell’arco vulcanico. Ma prima che esistesse questo fitoplancton, le emissioni vulcaniche erano significativamente più basse perché c’era meno carbonio disponibile nelle placche in subduzione.
Dal Rifting agli Archi: una fonte di emissione mutevole
Per miliardi di anni, il meccanismo dominante di rilascio del carbonio non sono stati affatto gli archi vulcanici. Si trattava invece di un rifting – la lacerazione dei continenti, come il Rift dell’Africa orientale, e la formazione di nuova crosta sulle dorsali medio-oceaniche.
Il rift essenzialmente “scopre” l’interno fuso, consentendo al carbonio di fuoriuscire direttamente nell’atmosfera. La quantità rilasciata dipendeva dalla lunghezza e dalla velocità del rifting, ma le emissioni sono rimaste relativamente costanti finché il fitoplancton non ha alterato l’equazione.
Emissioni moderne: un aumento di due terzi
Oggi, gli archi vulcanici emettono due terzi di carbonio in più rispetto a 150 milioni di anni fa, grazie all’enorme serbatoio sul fondale marino creato da quei gusci di carbonato di calcio. Sebbene questo aumento sia sostanziale, è comunque inferiore alla quantità di carbonio fitoplancton bloccato sul fondo del mare o subdotto all’interno della Terra.
Perché è importante
Comprendere questa sequenza temporale è fondamentale perché chiarisce come si è evoluto il sistema climatico della Terra. Il passaggio dal rifting agli archi vulcanici come fonte primaria di emissione mostra che i processi biologici (l’evoluzione del fitoplancton) possono alterare radicalmente i cicli geologici su scala planetaria. Ciò solleva anche interrogativi su come i futuri cambiamenti biologici potrebbero influenzare le emissioni di carbonio e la stabilità climatica.
La ricerca, condotta da Ben Mather presso l’Università di Melbourne, evidenzia l’importanza di una modellizzazione dettagliata nella comprensione della storia climatica a lungo termine della Terra. Come osserva Alan Collins dell’Università di Adelaide, il cambiamento nella composizione dei sedimenti oceanici – guidato dall’evoluzione delle creature – ha avuto profonde conseguenze sul ciclo planetario del carbonio.
In conclusione, l’influenza dell’attività vulcanica sul clima non è una costante; è un processo dinamico modellato dall’evoluzione biologica e dalla tettonica a placche. L’aumento del fitoplancton ha cambiato radicalmente il modo in cui il carbonio viene riciclato attraverso la Terra, e questo cambiamento ha implicazioni a lungo termine per la comprensione del clima passato, presente e futuro del nostro pianeta.
