Circa 252 milioni di anni fa, la Terra ha vissuto uno degli eventi più drammatici della sua storia: l’estinzione di massa del Permiano-Triassico, nota anche come il Grande Morire. Questo catastrofico evento rappresenta la più devastante delle cinque estinzioni di massa documentate, che si estendono per 539 milioni di anni. Durante questo periodo, si stima che fino al 94% delle specie marine e il 70% delle famiglie di vertebrati terrestri siano stati completamente spazzati via. Le foreste tropicali, oggi fondamentali per la regolazione del clima e come serbatoi di carbonio, subirono un crollo drammatico. Gli scienziati hanno a lungo sostenuto che l’estinzione fu innescata da un’improvvisa e massiccia emissione di gas serra, che portò a un riscaldamento rapido e intenso del clima terrestre. Tuttavia, rimaneva un interrogativo cruciale: perché queste condizioni di calore estremo persistevano per milioni di anni? Un nuovo studio pubblicato in Nature Communications offre una risposta a questo enigma, suggerendo che il declino delle foreste tropicali abbia intrappolato la Terra in uno stato di serra, confermando l’ipotesi che, quando il clima supera determinati punti di non ritorno, si possa verificare un collasso ecologico di proporzioni catastrofiche.
Le cause dell’estinzione di massa
Il fattore scatenante dell’estinzione di massa del Permiano-Triassico è stato identificato nelle eruzioni di enormi quantità di roccia fusa, conosciute come le Trappole Siberiane. Queste eruzioni hanno rilasciato enormi quantità di anidride carbonica nell’atmosfera, in un arco temporale che va da 50.000 a 500.000 anni. La roccia fusa, sufficientemente calda da fondere le rocce circostanti, ha rilasciato gas serra in un modo tale da provocare un rapido aumento delle temperature superficiali, aumentate di circa 6°C a 10°C. Questo cambiamento climatico, avvenuto in un lasso di tempo troppo breve per permettere a molte forme di vita di adattarsi, ha avuto conseguenze devastanti. A differenza di altre eruzioni vulcaniche, in cui il sistema climatico tende a tornare al suo stato precedente entro 100.000 a un milione di anni, le condizioni di “super serra” di questo periodo sono perse per circa cinque milioni di anni, con temperature medie equatoriali superiori a 34°C, circa 8°C più calde rispetto a quelle attuali.
La scomparsa delle foreste tropicali
Per comprendere meglio questo fenomeno, il nostro studio ha analizzato il record fossile di vari biomi vegetali terrestri, inclusi quelli aridi, tropicali, subtropicali, temperati e di macchia. Abbiamo esaminato come questi biomi siano cambiati da poco prima dell’estinzione di massa fino a circa otto milioni di anni dopo. La nostra ipotesi suggerisce che il riscaldamento rapido della Terra abbia portato all’estinzione della vegetazione a bassa e media latitudine, in particolare delle foreste pluviali. Questo ha avuto un impatto diretto sull’efficienza del ciclo del carbonio organico, che è diminuita drasticamente subito dopo le eruzioni vulcaniche. Le piante, incapaci di migrare verso climi più favorevoli, sono state fortemente colpite dalle nuove condizioni ambientali. Prima dell’evento catastrofico, vaste aree di torbiere e foreste tropicali e subtropicali esistevano attorno all’equatore, contribuendo all’assorbimento di carbonio. Tuttavia, le nostre ricerche sul campo e l’analisi dei registri fossili hanno rivelato che questi biomi furono completamente spazzati via dai continenti tropicali, lasciando un “gap” di milioni di anni nel record geologico. Le foreste furono sostituite da piccole piante di licopodi, alte solo da due a 20 centimetri, mentre alcune enclave di vegetazione più grande rimasero solo verso i poli, in regioni costiere e leggermente montuose dove le temperature erano relativamente più fresche.
Il ritorno della vegetazione
Attraverso l’analisi di dati attuali, abbiamo stimato il tasso di assorbimento dell’anidride carbonica atmosferica da parte delle piante e la loro capacità di immagazzinarla come materia organica in diversi biomi, un parametro noto come produttività primaria netta. Utilizzando un modello del ciclo del carbonio recentemente sviluppato, chiamato SCION, abbiamo testato numericamente la nostra ipotesi. I risultati hanno rivelato che l’aumento iniziale della temperatura, causato dalle eruzioni delle Trappole Siberiane, è stato mantenuto per cinque o sei milioni di anni a causa della riduzione della produttività primaria netta. Solo quando le piante hanno iniziato a ristabilirsi e il ciclo del carbonio organico ha ripreso a funzionare, la Terra ha cominciato lentamente a uscire dalle condizioni di super serra.
Importanza dell’equilibrio climatico
Tracciare analogie tra i cambiamenti climatici del passato e quelli attuali è sempre una sfida, poiché le scale temporali degli eventi passati si misurano in decine o centinaia di migliaia di anni, mentre oggi assistiamo a cambiamenti su scale temporali di decenni o secoli. Tuttavia, una delle conclusioni fondamentali del nostro studio è che, sebbene la vita sulla Terra dimostri una notevole resilienza, non è in grado di adattarsi a cambiamenti massicci su scale temporali brevi senza subire drastiche ristrutturazioni del paesaggio biotico. Nel caso dell’estinzione di massa del Permiano-Triassico, le piante non sono state in grado di rispondere a cambiamenti rapidi nell’arco di 1.000 a 10.000 anni, il che ha portato a un evento di estinzione di grande portata. I nostri risultati evidenziano l’importanza cruciale dei biomi vegetali tropicali e subtropicali nel mantenere un equilibrio climatico. La loro perdita potrebbe contribuire a un ulteriore riscaldamento globale, fungendo da devastante punto di non ritorno climatico.
Lo studio è stato guidato da Zhen Xu, che ha condotto la ricerca come parte del suo dottorato. Hanno collaborato Andrew Merdith, DECRA Fellow presso la Scuola di Scienze della Terra dell’Università di Adelaide, e Benjamin J. W. Mills, Professore di Evoluzione del Sistema Terra all’Università di Leeds. Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons.
