Le piante hanno bisogno di milioni di anni per riprendersi dagli shock climatici

Gli scienziati guardano spesso all'ambiente per trovare risposte ai problemi più urgenti dell'umanità. In relazione all'attuale riscaldamento globale, la geologia offre spunti di riflessione che vanno molto indietro nel tempo. Nella storia della Terra, infatti, si sono verificati diversi periodi di vulcanismo particolarmente accentuato, durante i quali sono state rilasciate in atmosfera grandi quantità di gas serra. Ciò ha innescato un rapido riscaldamento globale che, in casi estremi, ha portato a estinzioni di massa di specie sulla terraferma e negli oceani. Queste fasi di vulcanismo estremo potrebbero aver sconvolto il ciclo del carbonio e quindi il clima per milioni di anni.

Squilibrio ecologico

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science, gli scienziati della terra e dell'ambiente dell'ETH di Zurigo mostrano ora come la vegetazione abbia reagito e si sia adattata ai principali cambiamenti climatici del passato e come tali cambiamenti influenzino il sistema di regolazione naturale del ciclo del carbonio e del clima.

Per questo studio, i ricercatori hanno collaborato con colleghi delle Università dell'Arizona e di Leeds (Regno Unito), del CNRS di Tolosa e dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL).

Il team di ricerca ha utilizzato analisi isotopiche dei sedimenti e ha confrontato questi dati con un modello computerizzato da loro creato. Il modello rappresenta la vegetazione e il suo ruolo nella regolazione del sistema climatico geologico.

I ricercatori hanno utilizzato il loro modello per simulare diversi scenari di reazione della Terra e della sua vegetazione al forte rilascio di carbonio attraverso l'attività vulcanica. In particolare, hanno analizzato tre grandi cambiamenti climatici nella storia della Terra, tra cui l'evento Siberian Trapp di circa 252 milioni di anni fa, che ha innescato l'estinzione di massa nel passaggio dal Permiano al Triassico.

"L'evento Trapp siberiano ha rilasciato circa 40.000 gigatonnellate di carbonio in 200.000 anni. Di conseguenza, la temperatura media globale è aumentata da cinque a dieci gradi Celsius. Questo shock climatico ha portato alla più grande estinzione di specie nella storia della Terra", spiega Taras Gerya, professore di geofisica all'ETH di Zurigo.

 

Eludere, adattarsi o morire

"La vegetazione ha impiegato diversi milioni di anni per riprendersi da questo evento. Durante questo periodo di recupero, il sistema di regolazione climatico-carbonica della Terra era probabilmente debole e inefficiente, il che ha portato al riscaldamento globale a lungo termine", spiega Julian Rogger, dottorando nei gruppi dei professori dell'ETH Taras Gerya e Loïc Pellissier e primo autore dello studio.

I ricercatori hanno scoperto che la gravità di questi eventi dipende dalla rapidità con cui il carbonio emesso può essere sequestrato, ad esempio attraverso l'erosione dei minerali di silicato o sotto forma di carbonio organico nei sedimenti.

I ricercatori dimostrano anche che il tempo necessario al clima per raggiungere un nuovo equilibrio dipende dalla velocità con cui la vegetazione si è adattata all'aumento delle temperature. Alcune specie vegetali sono state in grado di adattarsi attraverso l'evoluzione. Altre hanno trovato un nuovo habitat in regioni più fresche. Tuttavia, alcuni eventi geologici sono stati così catastrofici che molte piante non hanno avuto il tempo sufficiente per adattarsi al prolungato aumento della temperatura o per migrare geograficamente. Le conseguenze di questi eventi hanno plasmato l'evoluzione geochimica del clima per migliaia o addirittura milioni di anni.

La crisi climatica odierna causata dall'uomo

Cosa significa questo per il cambiamento climatico indotto dall'uomo? Nel loro studio, i ricercatori dimostrano che le perturbazioni della vita vegetale nel passato hanno aumentato la durata e la gravità del riscaldamento globale. In alcuni casi, ci sono voluti milioni di anni perché si stabilisse un nuovo equilibrio climatico stabile. Il motivo è che la vegetazione era meno in grado di regolare il ciclo del carbonio della Terra.

"Attualmente stiamo affrontando una crisi bioclimatica globale", afferma Loïc Pellissier, professore di Ecosistemi e sviluppo del paesaggio presso l'ETH di Zurigo e il WSL. "Il nostro studio dimostra quanto siano importanti i sistemi di vegetazione funzionanti perché la Terra possa riprendersi dai cambiamenti climatici. Oggi stiamo rilasciando gas serra più velocemente di tutti i precedenti eventi vulcanici. Noi esseri umani siamo anche la causa principale della deforestazione globale, che limita gravemente la capacità degli ecosistemi naturali di regolare il clima. La comunità globale dovrebbe prendere il nostro studio come un campanello d'allarme".