L'inclinazione dell'asse terrestre detta i tempi delle ere glaciali

Scoperta dal confronto di sedimenti marini e stalagmiti della Grotta del Corchia

L’INCLINAZIONE DELL’ASSE TERRESTRE DETTA I TEMPI DELLE ERE GLACIALI

Scienziata di Ca’ Foscari nello studio pubblicato su Science che lega la fine di due ere glaciali al cambio di obliquità e all’energia estiva sulle calotte glaciali

VENEZIA - Come finisce un’era glaciale? Uno studio pubblicato oggi su Science dimostra per la prima volta il legame tra i tempi del passaggio tra ere glaciali e interglaciali e le variazioni dell’angolo d’inclinazione dell’asse terrestre. La scoperta è merito di un team internazionale guidato dall'Università di Melbourne ed a cui ha preso parte anche l’Università Ca’ Foscari Venezia.

Il team ha effettuato una ricostruzione paleoclimatica combinando due diversi archivi geologici, ed in particolare alcune stalagmiti provenienti dalla Grotta del Corchia, sulle Alpi Apuane in Toscana e sedimenti marini perforati al largo del margine Iberico in Nord Atlantico.

Usando innovative tecniche di datazione radiometrica, gli scienziati sono riusciti quindi a determinare con precisione la fine (in gergo terminazione) di due ere glaciali, avvenuta circa 960.000 e 875.000 anni fa. L'inizio di entrambe le terminazioni è legato alle variazioni di insolazione associate all'angolo di inclinazione della Terra, o obliquità.

Secondo il paleoclimatologo dell'Università di Melbourne Russell Drysdale, che ha guidato lo studio, “per sapere perché le ere glaciali finiscono, dobbiamo sapere quando sono finite. I sedimenti oceanici registrano meglio la progressione dello scioglimento della calotta glaciale durante una terminazione, ma con essi è difficile generare un modello di età utilizzando datazioni radiometriche nell’intervallo temporale analizzato”.

inclinazione dell'asse terrestre ere glaciali
Grotta del Corchia. Foto di Paolo Billari

Le stalagmiti contengono minuscole quantità di uranio e piombo, sfruttate dai ricercatori per fornire un controllo cronologico alle informazioni paleoclimatiche da esse estratte. Poiché le stalagmiti e i sedimenti oceanici registrano lo stesso segnale climatico, è stato possibile confrontare la cronologia uranio-piombo delle stalagmiti con il record oceanico. Questa associazione non era mai stata fatta prima in questo intervallo temporale.

“Fortunatamente, le stalagmiti di Corchia conservano alcune delle firme geochimiche presenti nei sedimenti oceanici. Ciò ha permesso di confrontare i record climatici ricostruiti nei due diversi archivi geologici, le grotte e gli oceani”, afferma l'autore principale dello studio, Petra Bajo, che ha eseguito la maggior parte delle datazioni nell'ambito della sua tesi di dottorato.

Un confronto di questi nuovi risultati con i dati di nove terminazioni più recenti ha dimostrato che l'obliquità esercita un’influenza persistente non solo sull’inizio della terminazione ma anche sulla sua durata, e questo schema si è quindi ripetuto persistentemente nell’ultimo milione di anni.

Avendo a disposizione i nuovi dati cronologici, il team ha anche scoperto che il tempo necessario per portare a compimento una terminazione dipende dai livelli di energia estiva a disposizione delle calotte glaciali al momento dell'inizio della transizione.

inclinazione asse terrestre ere glacialiPatrizia Ferretti, paleoceanografa presso il Dipartimento di Scienze Ambientali, Informatica e Statistica dell’Università Ca’Foscari , che in questo lavoro si è occupata  della precisa sincronizzazione tra i dati continentali e i marini, conclude : “È soltanto in questo modo che possiamo iniziare ad affrontare i delicati meccanismi del sistema oceano-atmosfera, e che gli ingenti investimenti per le perforazioni degli oceani, delle calotte polari e per il recupero di diversi archivi climatici produrranno i benefici necessari ad aumentare la nostra comprensione dei processi climatici".

Da tempo gli scienziati ritenevano cruciale il ruolo della geometria dell’orbita terrestre perché controlla la quantità di radiazione solare che raggiunge le latitudini critiche in cui si espandono le calotte glaciali. I parametri considerati erano appunto l’obliquità e la precessione, che regola il variare delle stagioni nel tempo. Lo studio appena pubblicato rende il ruolo dell’obliquità il principale indiziato come responsabile del fenomeno.

Le terminazioni delle ere glaciali

Il clima terrestre è stato molto più freddo dell’attuale per buona parte dell’ultimo milione di anni, con calotte di ghiaccio dello spessore di diversi chilometri che coprivano parte del Nord America e dell'Eurasia. Tuttavia, ogni 100.000 anni circa, il clima si riscaldò rapidamente, raggiungendo condizioni climatiche simili a quelle attuali.

Queste transizioni da periodi glaciali a periodi interglaciali sono chiamate terminazioni e sono esempi affascinanti di comportamento non lineare del sistema climatico terrestre che devono tuttora essere compresi, nonostante il periodo interglaciale in cui viviamo sia il risultato proprio di questo tipo di cambiamenti.

Nell’ultimo milione di anni, alcune terminazioni si sono concluse in poche migliaia di anni, mentre altre si sono protratte per oltre 10.000 anni. Il motivo di questa diversa durata temporale è stato sino ad oggi oscuro, Grazie ai nuovi dati cronologici, questo studio ora dimostra che il tempo necessario per portare a compimento una terminazione dipende dai livelli di energia estiva a disposizione delle calotte glaciali al momento dell'inizio della transizione.

Sempre più lontano nel tempo

Il team ha ora in programma di esplorare se queste stesse osservazioni sulla variabilità climatica dell’ultimo milione di anni possano essere estese anche a intervalli temporali più antichi del tempo geologico.

Di particolare interesse è un intervallo climatico cruciale chiamato Transizione del Pleistocene Medio (da circa 1.5 a 0.6 milioni di anni fa), durante il quale si è manifestato un’intensificazione del regime glaciale e la periodicità dei cicli glaciali-interglaciali è evoluta da 40.000 a circa 100.000 anni. Questo periodo climatico è un obiettivo chiave per la comunità scientifica, inclusi gli scienziati polari che hanno intenzione di effettuare una nuova perforazione in Antartide nei prossimi anni.

L’articolo: “Persistent influence of obliquity on ice age terminations since the Middle Pleistocene transition”, Science

Petra Bajo, Russell N. Drysdale, Jon D. Woodhead, John C. Hellstrom, David Hodell, Patrizia Ferretti, Antje H. L. Voelker, Giovanni Zanchetta, Teresa Rodrigues, Eric Wolff, Jonathan Tyler, Silvia Frisia, Christoph Spötl, Anthony E. Fallick

Testo e foto relativi allo studio di Science sul tema dell'inclinazione dell'asse terrestre che detta i tempi delle ere glaciali dall'Ufficio Comunicazione e Promozione di Ateneo Ca' Foscari Università di Venezia

Le news di Ca’ Foscari: news.unive.it


Utilizzo di strumenti litici presso l'Oasi di Azraq in Giordania

8 Agosto 2016
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Un nuovo studio, pubblicato sul Journal of Archaeological Science, ha preso in esame alcuni strumenti litici dall'Oasi di Azraq, nel deserto nord occidentale della Giordania. Ne è risultato che gli umani che vissero qui 250 mila anni fa (Pleistocene Medio) utilizzarono strumenti litici per la macellazione di animali, migliaia di anni prima dell'evoluzione dell'Homo sapiens in Africa.

Gli strumenti litici ritrovati ammontano a 10 mila circa, i residui proteici ritrovati riguardano cavalli, rinoceronti, bestiame selvatico e anatre. Quest'area divenne sempre più arida col tempo.

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Fossili precedenti l'Homo floresiensis ritrovati a Flores

8 Giugno 2016

Il dott. Adam Brumm del Centro per l'evoluzione umana dalla Griffith University. Credit: Adam Brumm
Il dott. Adam Brumm del Centro per l'evoluzione umana dalla Griffith University. Credit: Adam Brumm

L'Homo floresiensis è oggetto di dibattito tra gli studiosi: da una parte c'è chi lo considera risultato dell'evoluzione a partire dall'Homo erectus in un ambiente insulare, che ha determinato dimensioni ridotte del corpo e del cervello; dall'altra si ipotizza che possa essere derivato da un ominide come Homo habilis o da un Australopithecus, più antichi e caratterizzati da un cervello più piccolo. La discussione aveva però raggiunto una situazione di stallo.

Un nuovo studio, pubblicato su Nature, riporta ora dei fossili di ominidi scavati nel 2014 presso il sito di Mata Menge, nel bacino del So’a sull'isola indonesiana di Flores: risalgono al Pleistocene Medio. Si tratta di un frammento di mandibola e di sei denti appartenuti ad almeno tre individui (di cui due bambini), databili a circa 0,7 milioni di anni fa. Si tratta dei più antichi resti di ominidi per l'isola, e sono simili per dimensioni e caratteristiche morfologiche a quelli ritrovati a Liang Bua, e relativi all'Homo floresiensis. Sono in realtà persino più piccoli. L'unica eccezione è data dal primo molare della mandibola, che mantiene condizioni più primitive. Si sono ritrovati pure strumenti litici, identici a quelli usati dall'Homo floresiensis.

La scoperta tende dunque a supportare l'idea dell'evoluzione a partire dall'Homo erectus, anche noto come Uomo di Giava: questi raggiunse la vicina isola di Giava 1,5 milioni di anni fa circa. I nuovi fossili mostrano poi come caratteristiche dell'Homo floresiensis, in particolare la ridotta dimensione corporea, siano stati qui raggiunti in epoca assai antica. Si tratterebbe perciò di una conferma unica per gli ominidi della regola per la quale in ambiente isolano, con fonti limitate di cibo e mancanza di predatori, le dimensioni dei mammiferi isolati tendono a cambiare: quelli piccoli tendono a diventare grandi (gigantismo), quelli grandi tendono a diventare piccoli (nanismo). L'identificazione del vero antenato dell'Homo floresiensis richiederà però il ritrovamento di altri fossili.

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L’Homo floresiensis è un ominide dalle dimensioni ridotte, scoperto nel 2003 nella grotta di Liang Bua sull’isola indonesiana di Flores. Visse nel Tardo Pleistocene. Si tratta di un ominide di appena un metro di altezza circa, e con un cervello di dimensioni inferiori a quelle di uno scimpanzé.

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Un femore di 500 mila anni fa mostra interazione diretta tra ominidi e carnivori

27 Aprile 2016
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In molti siti del Pleistocene Medio è possibile individuare la compresenza di ominidi e carnivori, ma le tracce della diretta interazione tra questi non sono al contrario abbondanti.
Un femore di un ominide di 500 mila anni fa, ritrovato nel sito della Thomas Quarry I (anche nota come "Grotte à Hominidés") in Marocco, presenta i segni dell'essere consumato da un grande carnivoro, probabilmente una iena. Il frammento di femore presenta varie fratture e segni di denti. Non si è compreso però se si tratti del risultato di predazione o se l'ominide era morto da poco, prima che il femore fosse consumato dall'animale.
Queste alcune delle conclusioni dello studio relativo, pubblicato su PLOS One.
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Gli ominidi di Sima de los Huesos tra i primi rappresentanti dei Neanderthal

14 - 15 Marzo 2016
Neanderthal
Gli ominidi di Sima de los Huesos sono tra i primi rappresentanti dei Neanderthal. Queste sono alcune delle conclusioni di un nuovo studio pubblicato su Nature, che ha preso in esame due dei 28 ominidi, recentemente datati a 430 mila anni fa e provenienti dal sito collocato nella Sierra di Atapuerca, nel Nord della Spagna.

Il nuovo studio ha affrontato la questione della correlazione tra questi ominidi del Medio Pleistocene con quelli del Tardo Pleistocene, in particolare coi Neanderthal dell'Eurasia occidentale e coi Denisovan, un gruppo per ora noto solo dalla Siberia meridionale. Precedenti analisi sugli ominidi di Sima de los Huesos avevano rivelato che il DNA mitocondriale (che si eredita per via materna) mostrava per un esemplare una parentela coi Denisovan addirittura superiore rispetto a quella coi Neanderthal. I Denisovan a loro volta sono correlati ai Neanderthal in Asia. Questo risultato contrastava con le prove archeologiche, incluse le caratteristiche morfologiche condivise dagli ominidi di Sima de los Huesos coi Neanderthal.
I ricercatori del nuovo studio hanno lavorato al sequenziamento del DNA dai fossili della grotta (in particolare, per due ominidi), un'operazione complessa visto che questo DNA estremamente antico si è degradato a frammenti molto piccoli. Sima de los Huesos è l'unico sito del Medio Pleistocene non caratterizzato dal permafrost, per il quale si sia riusciti a studiare il DNA per quell'epoca (125 mila anni fa). Oltre al verificare come gli ominidi di Sima de los Huesos fossero effettivamente tra i primi rappresentanti dei Neanderthal, si è pure confermato il DNA mitocondriale simile a quello dei Denisovan. Lo si è spiegato ipotizzando che i Neanderthal possano aver acquisito in seguito del genoma mitocondriale, come conseguenza di un flusso genetico dall'Africa.
La divergenza tra Neanderthal e Denisovan dunque predaterebbe i 430 mila anni fa. I risultati inoltre supporterebbero l'idea di una divergenza tra moderni umani e umani arcaici, da collocarsi tra i 550 e i 750 mila anni fa. Lo studio fornirebbe dunque informazioni importanti per quanto riguarda la cronologia evolutiva.
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Anche tartarughe nella dieta degli ominidi della Grotta di Qesem

1 Febbraio 2016
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A partire da 400 mila anni fa circa, l'alimentazione degli ominidi cacciatori raccoglitori della Grotta di Qesem (nei pressi di Tel Aviv) comprendeva pure le tartarughe, che erano consumate regolarmente.
I segni ritrovati sui gusci di questi animali, lì ritrovati, dimostrano infatti le sequenze di una lavorazione. Questa partiva dal romperne la corazza con un martello: l'animale era talvolta macellato e cucinato nel suo stesso guscio. La scoperta aggiunge un'ulteriore dimensione, culturale e culinaria, per questi ominidi.
Le tartarughe costituivano qui un supplemento alla dieta, oggetto di uno studio precedente, e che per questi ominidi comprendeva vegetali e anche prede più grandi. Probabilmente erano utilizzate anche come un alimento che era possibile conservare, o semplicemente quegli ominidi stavano massimizzando le risorse locali. L'animale era pure una risorsa importante di materiali non edibili.
Sebbene di rado, ancor oggi tartarughe e testuggini sono consumate nella cucina umana, soprattutto nell'Asia orientale.
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Grecia: alla scoperta di Marathousa 1, nuovo sito del Paleolitico Inferiore

25 Novembre 2015
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Scoperto nel 2013, Marathousa 1 è uno dei più antichi siti archeologici in Grecia, risalendo al Paleolitico Inferiore. È situato presso l’antica Megalopolis, nella regione dell’Arcadia in Peloponneso. È anche il solo sito nei Balcani dove vi sono prove di macellazione di elefanti per l'epoca.
L'associazione di strumenti litici a resti dell'animale, che ne presentano pure i segni, fa ritenere che si tratti di un sito per la macellazione di elefanti. Per la precisione, si tratta dell'elefante dalle zanne dritte, Elephas antiquus, del quale si è ritrovato uno scheletro quasi completo. I resti conservatisi di molti altri animali (roditori, uccelli, rettili, anfibi, molluschi) e della vegetazione sono pure eccezionalmente preservati.
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Marathousa 1 è collocata presso una miniera a cielo aperto di carbone, ma un tempo nell’area vi era una foresta decidua presso un lago. Il sito è datato in via preliminare tra i 300 e i 600 mila anni, al Pleistocene Medio.
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Israele: le abitudini alimentari della Grotta di Qesem

11 - 12 Novembre 2015
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Nuove informazioni sulle abitudini alimentari dei nostri antenati provengono dai denti ritrovati nella Grotta di Qesem, presso Tel Aviv, e abitata da ominidi tra 400 e 200 mila anni fa.
In pratica, mentre tenevano il cibo fermo coi denti, questi ominidi utilizzavano selci per aiutarsi a tagliare una porzione più piccola. Le selci però erano affilate, per cui gli stessi denti potevano graffiarsi. Si è giunti a queste conclusioni esaminando i microscopici graffi sulla superficie dentaria, ed escludendo altre spiegazioni. I denti erano anche molto logori: questo indicherebbe che il cibo che consumavano (carne, radici e vegetali) richiedeva molta masticazione.
La grotta, sigillata negli ultimi 200 mila anni, è divenuta una sorta di capsula temporale per i moderni studiosi. Ancora dubbi sulla tipologia di ominide lì presente.
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Il più antico fossile umano in Italia è un dentino da Isernia

14 Ottobre 2015
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Il dente proveniente dal sito "La Pineta" presso Isernia, in Molise, in base alla datazione di 580 mila anni fa (Pleistocene Medio) sarebbe la più antica testimonianza della presenza umana in Italia.
Si tratta di un fossile di un dente deciduo: un dente da latte, insomma, un incisivo superiore di un bambino tra i 5 e i 7 anni. Il fossile è stato ritrovato l'anno scorso e molto probabilmente è relativo a un rappresentante della specie Homo heidelbergensis, che era a quel tempo presente in Europa. Più precisamente, la datazione dello strato al quale il dente si riferisce è di circa 583-561 migliaia di anni fa. Considerando la scarsità di fossili per il Pleistocene Medio in Europa, si tratta anche per questo di una scoperta importante.
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Il sito a cielo aperto di Isernia La Pineta è uno dei più importanti in Europa per il Pleistocene Medio, caratterizzato dalla presenza abbondante di strumenti litici e resti della fauna, distribuiti su quattro archeosuperfici. L'ambiente preistorico era umido e caratterizzato dalla vicinanza di piccole cascate e laghi.
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Caccia e imboscate da parte degli ominidi nella Rift Valley

15 Settembre 2015
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Un milione di anni fa circa, gli ominidi che abitavano la Rift Valley sfruttavano le caratteristiche del terreno per effettuare imboscate alle loro prede.
Un nuovo studio prende in esame la regione di Olorgesailie, celebre per l'inusuale quantità di fossili di ominidi e mammiferi. L'area è cambiata rispetto al passato: al tempo vi era una quantità elevata di nutrienti e un lago con acqua dolce: tra gli animali che la abitavano il babbuino gelada gigante, elefanti, ippopotami, iene maculate.
Tra gli strumenti litici ritrovati nella regione, ed utilizzati per la macellazione, vi è un gran numero di bifacciali dell'Acheuleano.
[Dall'Abstract:] Nella Rift Valley in Kenya, gli spostamenti degli animali sono influenzati da una combinazione di topografia e distribuzione dei nutrienti. Questi pattern sarebbero stati gli stessi nel passato, quando gli ominidi abitavano l'area. Si utilizza questo approccio per creare una ricostruzione del panorama di Olorgesailie, un sito chiave nella parte orientale del Rift, con prove abbondanti di macellazione di grandi mammiferi, avvenute tra  ~1.2 e ~0.5 Milioni di anni BP. La collocazione del sito in relazione ai percorsi limitati degli animali nell'area mostra che gli ominidi erano consapevoli dei movimenti degli animali e che utilizzavano la località per cacciare con imboscate nel periodo tra il Pleistocene Inferiore e il Pleistocene Medio. Queste caratteristiche spiegano l'importanza di Olorgesailie come località prediletta per le attività degli ominidi durante cambiamenti multipli nel clima e nelle condizioni ambientali locali, e fornisce conoscenze sulle abilità cognitive e di caccia dell'Homo erectus mentre indica che le loro attività presso il sito erano orientate alla caccia, piuttosto che al rovistare.

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