Il tempo racchiuso negli strati fossiliferi marini si legge nel ritmo dei sedimenti

Quando vengono alla luce resti fossili conservati in uno strato sedimentario, l'impressione, di solito, è quella di trovarsi davanti alla fotografia di un ecosistema del passato. Ma non si tratta di una vera istantanea: quei resti possono provenire da organismi vissuti anche a secoli o millenni di distanza gli uni dagli altri, o di più.

Un nuovo studio, pubblicato sulla rivista PNAS mostra ora una soluzione per ridurre queste incertezze. Dall’indagine – basata sull’analisi di 384 campioni prelevati nei mari e nei depositi marini di tutto il mondo – emerge infatti che la "risoluzione temporale" delle associazioni fossili presenti in un deposito sedimentario è correlata alla velocità di accumulo dei sedimenti in quell’area.

"Prima di interpretare un’associazione fossile o ricostruire parametri ambientali, dobbiamo conoscere la risoluzione temporale, cioè l’intervallo di tempo complessivamente rappresentato dai resti che stiamo analizzando", spiega Daniele Scarponi, professore al Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell'Università di Bologna, tra gli autori principali dello studio. "I risultati della nostra analisi forniscono uno strumento importante per interpretare con maggiore precisione le associazioni fossili e subfossili marine, per ricostruire gli ecosistemi del passato e confrontarli con le comunità attuali alla luce anche dei cambiamenti climatici in corso".

I fossili presenti in uno strato sedimentario possono infatti avere età diverse: un fenomeno noto come "time averaging" o "mescolamento temporale", che si verifica perché conchiglie, ossa e altri resti possono rimanere sul fondale per molto tempo prima di essere definitivamente sepolti. Inoltre, anche quando questi resti sono stati sepolti negli strati superficiali, possono essere rimescolati, riportati in superficie e successivamente incorporati in un nuovo strato sedimentario insieme a resti di organismi vissuti in seguito.

Per interpretare correttamente questi depositi è quindi importante conoscere l’ampiezza dell’intervallo temporale rappresentato da ciascun campione. I resti rinvenuti negli strati sedimentari recenti consentono infatti di ricostruire le condizioni degli ecosistemi marini precedenti ai principali impatti generati dalle attività umane e, di conseguenza, di valutare i cambiamenti nella biodiversità e nella composizione delle comunità, nonché le trasformazioni degli habitat naturali.

Gli studiosi hanno quindi analizzato migliaia di resti scheletrici provenienti da 384 campioni effettuati in sette diverse regioni dell'Atlantico, del Pacifico, dell'Oceano Indiano e del Mar Mediterraneo. I 7.593 reperti sono stati datati mediante radiocarbonio o racemizzazione degli amminoacidi; le età ottenute sono state poi confrontate con la velocità di accumulo dei sedimenti nei rispettivi siti di provenienza.

"I risultati mostrano una relazione generale: dove i sedimenti si accumulano rapidamente, gli orizzonti fossiliferi tendono a rappresentare intervalli temporali dell’ordine di decenni o secoli", spiega Scarponi. "Dove l’accumulo di sedimenti è lento, invece, i resti presenti nello stesso strato possono provenire da organismi vissuti a migliaia di anni di distanza gli uni dagli altri, o da intervalli ancora più lunghi".

Tra i fattori considerati, la velocità di accumulo dei sedimenti è quindi il fattore chiave che consente di prevedere, in prima approssimazione, la risoluzione temporale di un’associazione fossile marina. Gli studiosi sottolineano che questa relazione non sostituisce la datazione diretta dei singoli resti scheletrici (che rimane il metodo più preciso); permette però di ottenere una stima anche nei numerosissimi casi in cui datare molti esemplari sarebbe troppo costoso, difficile o impossibile.

"Sapere quanto tempo è racchiuso in un deposito fossilifero non è un dettaglio tecnico: è il punto di partenza per interpretare correttamente le informazioni che esso preserva", conclude Scarponi. "Questa ricerca è una prima tappa verso lo sviluppo di uno strumento che permetta di passare da una generica consapevolezza del ‘mescolamento temporale’ a una stima concreta della risoluzione degli archivi fossili marini".

Lo studio è stato pubblicato su PNAS con il titolo “Sediment accumulation rate predicts the temporal resolution of marine fossil assemblages”. Per l’Università di Bologna ha partecipato Daniele Scarponi, professore al Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali.