Un nuovo quadro cronostratigrafico per gli eventi paleoclimatici aptiano‑albiano

Quando le rocce antiche raccontano il tempo

Immaginate di poter leggere la storia climatica antica della Terra con la stessa chiarezza dei secondi su un orologio. Questo studio fa proprio questo per un intervallo di circa 20 milioni di anni del Cretaceo Inferiore, tra circa 120 e 100 milioni di anni fa, quando i dinosauri dominavano e il pianeta era in gran parte privo di ghiaccio. Trasformando una singola carota di perforazione italiana in una sorta di orologio geologico, gli autori determinano quando sono avvenuti eventi globali drammatici — dagli oceani privi di ossigeno a esplosioni vulcaniche e variazioni del livello del mare — e quanto sono durati. Questa precisione temporale permette agli scienziati di capire quanto velocemente il sistema climatico terrestre può cambiare e perché.

Un mondo di mari in aumento e oceani agitati

L’intervallo aptiano‑albiano fu un periodo di mari alti, vulcanismo attivo e mutamenti nelle vie oceaniche. Mentre i continenti si separavano e si formava nuovo fondale oceanico, si aprirono l’Atlantico Meridionale e l’Oceano Antartico, innalzando il livello globale del mare e rimodellando le correnti oceaniche. Sovrapposti a questo lento sfondo tettonico ci furono oscillazioni climatiche più brevi guidate da variazioni dell’orbita terrestre intorno al Sole. Gli oceani alternavano condizioni ben ossigenate a episodi in cui le acque profonde diventavano povere di ossigeno, accumulando scisti neri ricchi di materiale organico. Questi cosiddetti Eventi Anossici Oceanici (OAE 1a fino a 1d) coincidono con impulsi vulcanici, cambiamenti nelle precipitazioni e nel deflusso e ricambiamenti nel fitoplancton che costruiva gran parte dei fanghi marini.

Un archivio naturale nel cuore dell’Italia

I ricercatori si sono concentrati sulla carota di Poggio le Guaine (PLG) dal Bacino Umbria–Marche del centro Italia, un tempo parte dell’Oceano Tetide. Questa carota conserva un registro quasi continuo dall’ultimo Barremiano fino all’inizio del Cenomaniano, comprendendo tutti e quattro i principali eventi anossici più sette intervalli di insoliti sedimenti rossastri noti come Cretaceous Oceanic Red Beds. Strato dopo strato, la successione PLG registra la transizione da calcari bianchi ricchi di ossigeno a scisti neri depositati in condizioni a basso contenuto di ossigeno, fino a letti color ruggine formatisi in acque più ossidanti. Il fitoplancton fossile e le alghe calcaree presenti in questi livelli permettono di suddividere la sezione in zone biostratigrafiche dettagliate, ampiamente usate a livello globale per datare le rocce cretacee.

Usare l’orbita terrestre come metronomo cosmico

Per trasformare la colonna di sedimenti PLG in un orologio ad alta precisione, il team ha misurato due proprietà magnetiche — suscettibilità magnetica e magnetizzazione remanente anhisteretica — ogni pochi centimetri. Questi segnali registrano quanto minerale magnetico fine è stato trasportato sul fondale e come è cambiato nel tempo. Analizzati con strumenti spettrali avanzati, entrambi i registri mostrano pattern ritmici chiari che corrispondono ai cicli orbitali terrestri noti, in particolare il ciclo di «eccentricità lunga» molto stabile di 405.000 anni. Allineando questi cicli con una soluzione orbitale ben calcolata e ancorandoli a pochi livelli di cenere datati con precisione e a una reversale magnetica chiave (Chron M0r), gli autori hanno costruito un modello di età sintonizzato astronomicamente che copre circa 20 milioni di anni con incertezze dell’ordine di 200.000 anni.

Determinare scisti neri, letti rossi e oscillazioni climatiche

Con questo orologio orbitale, lo studio rivede e affina la datazione di molti eventi emblematici del Cretaceo Inferiore. L’OAE 1a, l’evento anossico più evidente, dura circa 1,13 milioni di anni, iniziando intorno a 119,5 milioni di anni fa e coincidente con un lungo impulso vulcanico registrato dagli isotopi dell’osmio. L’OAE 1b si estende per circa 2,7 milioni di anni, con cinque sotto‑eventi più brevi le cui durate individuali vanno da poche decine a qualche centinaio di migliaia di anni; alcuni sono strettamente legati a segnali vulcanici, altri a intensi monsoni e deflussi. L’OAE 1c e 1d risultano essere episodi più lunghi, di scala pluri‑milionaria, di anossia più regionale. Tra e attorno a questi intervalli neri, la carota contiene letti rossi che registrano fondali più ossigenati. La loro cronologia suggerisce che fossero modulati da cicli orbitali e da cambiamenti a lungo termine nella circolazione oceanica piuttosto che direttamente dalla sola temperatura.

Riscrivere il calendario geologico

Il nuovo quadro affina anche le età e le durate di numerose zone guida fossili utilizzate per datare le rocce cretacee. Lo stadio aptiano risulta durare circa 7 milioni di anni e l’albiano circa 12,8 milioni di anni, in buon accordo generale con l’attuale Scala dei Tempi Geologici ma con spostamenti significativi per singole biozone. La reversale magnetica nota come Chron M0r, che aiuta a definire il confine Barremiano–Aptiano, è ora stimata essere durata circa 430.000 anni. Ancorando impulsi vulcanici, variazioni indotte dai monsoni, deposizione di scisti neri e intervalli di letti rossi alla stessa linea temporale precisa, lo studio rivela un forte accoppiamento tra processi profondi della Terra, modulazione orbitale e chimica oceanica.

Cosa significa per la comprensione del cambiamento climatico

Per i non specialisti, il messaggio chiave è che il clima e gli oceani della Terra possono rispondere rapidamente — e talvolta ripetutamente — a cambiamenti di sfondo relativamente lenti come la frammentazione continentale e le variazioni orbitali. Le emissioni vulcaniche, i cambiamenti nelle precipitazioni e l’evoluzione delle vie oceaniche spinsero il clima del Cretaceo Inferiore verso condizioni di effetto serra, ma produssero anche intervalli più freddi e drammatiche oscillazioni nei livelli di ossigeno marino. Costruendo il quadro temporale più dettagliato finora per l’aptiano‑albiano, questo lavoro trasforma un’immagine un tempo sfocata in una sequenza ad alta definizione. Ciò consente agli scienziati di confrontare meglio causa ed effetto in mondi caldi del passato, migliorando la nostra capacità di valutare come i rapidi cambiamenti climatici odierni potrebbero propagarsi attraverso gli oceani e la biosfera.

Citazione: Ramos, J.M.F., Savian, J.F., Franco, D.R. et al. A novel chronostratigraphic framework for the Aptian–Albian paleoclimate events. Sci Rep 16, 5862 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35714-z

Parole chiave: Clima del Cretaceo Inferiore, eventi anossici oceanici, astrocronologia, terrains rossi cretacei, carota di Poggio le Guaine