Il vero pericolo: Anossia ed Estinzioni

di massa Conferenza a cura di Orleo Marinaro

“...i dinosauri scomparvero 65 milioni di anni fa a causa di una cometa precipitata sulla Terra...”

orleo.marinaro@gmail.com

Nel luglio del 1994 la cometa Shoemaker-Levy dopo aver orbitato per alcuni anni attorno a Giove, avvicinatasi troppo, venne stracciata per effetto mareale in una ventina di pezzi che mitragliarono il pianeta provocando ampi squarci nella superficie gasliquida di Giove

gli ultimi 140 anni

Effetto Serra(aggiornamento)

Per produrre televisori a schermo piatto si usa il trifluoruro di azoto (NF3): come gas serra è più potente della CO2 e del CH4.L’ NF3 non è regolato dal Protocollo di Kyoto (1997)

Persistenza dell’ NF3 in atmosfera: 550 anniPotenza CH4 rispetto alla CO2: 25 voltePotenza NF3 rispetto alla CO2 : 17 200

volteTonnellate NF3 prod. nel 2008: 4 000

Tonnellate CO2 emesse nel 2005: 15 128 milioni

Percentuale NF3 disperso: 2-3 %Tonnellate equiv. CO2 in atmosfera: 67 milioni

Cause dell’estinzione di massa del Cambriano

registrato nella pietra

• Glaciazione nel primo Ordoviciano• Impoverimento di ossigeno dell’ambiente marino

Evento Anossico Evento anossico

Un Evento Anossico capita quando gli oceani del Pianeta Terra diventano completamente privi di ossigeno (O2) sotto la superficie del mare. Per quanto gli eventi anossici possano non capitare per milioni di anni, la registrazione geologica mostra che essi sono accaduti molte volte nel passato, e in certi casi hanno causato estinzioni di massa. Gli eventi anossici oceanici sono strettamente correlati a cambiamenti nella circolazione termoalina delle correnti oceaniche, al riscaldamento del clima e ai gas serra.

Evento Anossico Evento anossico

La cosa che risulta chiara dall’analisi attenta delle registrazioni geologiche trovate prima e dopo le epoche colpite è che il sopraggiungere degli eventi è rapido. Tutti i dati indicano una soglia per il clima o punto di superamento; si sono individuate almeno quattro volte in cui i livelli medi di anidride carbonica carbon dioxide nell’atmosfera della Terra hanno superato una base di riferimento delle concentrazioni che esistevano nel 1750, cioè all’inizio dell’Età Industriale. L’analisi degli strati indica una Terra col clima ampiamente surriscaldato dalla deforestazione delle foreste pluviali, pesanti piogge quotidiane, tempeste violente, pesante erosione dei nutrienti (nitrati e fosfati) nelle acque planetarie e un blocco completo o per lo meno su larga scala della circolazione delle acque profonde tra i poli e l’equatore che porta alla ‘morte negli abissi' per la mancanza di ossigeno e la mancanza del rinnovo delle risorse naturali profondamene avvelenate da acido solfidrico.

gli ultimi 1000 anni

Il nostro attuale clima è diventato il più caldo negli ultimi 460 000 anni

Acqua Marina Anossicaregistrato nella pietra

L’Acqua Marina Anossica è l’acqua di mare impoverita di ossigeno. Sono sufficienti stratificazioni dovute alla densità per impedire lo scambio con l’atmosfera. Le condizioni Anossiche si verificano se la velocità di ossidazione operata da batteri è maggiore del rifornimento di ossigeno. Le acque Anossiche sono un fenomeno naturale e si sono verificate anche durante la storia geologica del Pianeta. Attualmente ci sono segnali evidenti che l’eutrofizzazione, aumentando, ha esteso le aree anossiche nel Mar Baltico e nel Golfo del Messico, per esempio. Ad oggi più del 40% della superficie degli oceani sta risentendo dell’Anossia.Le condizioni Anossiche risultano causate da parecchi fattori; condizioni di stagnazione, stratificazioni di densità, immissioni di materiale organico, forti termocline. La produzione batterica di solfuri comincia nei sedimenti, dove i batteri trovano substrati adatti e si sviluppa nella colonna d’acqua soprastante.Se l’ossigeno viene a mancare in una certa area, dapprima i batteri si rivolgono al secondo migliore accettore di elettroni, presente nell’acqua di mare, cioè il nitrato. Avviene una denitrificazione e i nitrati vengono rapidamente consumati. Subito dopo i batteri si dedicano a ridurre (donare elettroni) i solfati. Se l’acqua di mare anossica si riossigenizza, i solfuri vengono ossidati a solfati con la reazione chimica: HS- + 2 O2 → HSO4-

Anossia - LisoclinaLisoclina è un termine usato in Geologia, Geochimica, Biologia Marina per indicare la profondità nell’oceano al di sotto della quale lo scioglimento di calcite aumenta di molti ordini di grandezza.Le acque marine poco profonde sono generalmente sovrassature di calcite, CaCO3, per cui quando gli organismi marini (che hanno i gusci fatti di calcite o di un suo polimorfo, l’aragonite) muoiono, cadono verso il fondo senza sciogliersi. Man mano che la profondità (e quindi la pressione) aumenta sulla verticale della colonna d’acqua, la saturazione in calcite dell’acqua di mare diminuisce e i gusci delle conchiglie cominciano a sciogliersi. La reazione interessata, in realtà molto complessa, si può semplificare così: CaCO3(s) + H2O + CO2 → Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq). Dalla lisoclina in giù, la velocità di scioglimento aumenta enormemente. Al di sotto, esiste una profondità nota come la profondità di compensazione del carbonato, carbonate compensation depth (CCD) sotto la quale la velocità di rifornimento di calcite uguaglia la velocità di scioglimento, così non si deposita nei sedimenti alcuna quantità di calcite. Questa profondità in media è 4 500 metri sotto il livello del mare. La profondità del CCD varia in funzione della composizione chimica dell’acqua di mare e della temperatura. Non è costante nel tempo, era molto più vicina alla superficie nel Cretaceo e in tutto l’ Eocene. Se la concentrazione atmosferica dell’anidride carbonica carbon dioxide aumenta, la linea CCD sale verso la superficie, mentre cresce anche l’acidità dell’oceano.

Il Vero PericoloVorrei far notare che pochi trattano con una visione complessiva il problema del

riscaldamento globale. Attualmente il tasso di crescita di CO2 (anidride carbonica o biossido di carbonio) nell’atmosfera è di circa 2 parti per milione all'anno. Non è detto che il tasso rimanga costante, questa è l'ipotesi migliore, è da presumere che acceleri, in quanto nulla di concreto si sta facendo per ridurre le emissioni antropiche di CO2. Sembra che raggiungere le 500 ppm di CO2 nell'atmosfera terrestre sia un evento lontano, molto lontano da noi, fra cento e più anni. Se il tasso annuo tuttavia crescesse tale limite sarebbe raggiunto nell'arco di meno di 10 anni.

Cosa succederà se viene raggiunto.Attualmente esiste un equilibrio tra la zona di acqua di mare mescolata con l’ossigeno e

le zone sottostanti prive di ossigeno, le zone anossiche. Il mischiarsi di CO2 all'acqua di mare, causato dal vento, aumenta l'acidità delle acque. L'aumento di acidità fa inalzare la quota della separazione tra acqua con ossigeno in essa disciolto e acqua anossica: attualmente la zona anossica in media si trova ad alcune centinaia di metri sotto il pelo dell'acqua, nei mari chiusi è spostata più verso l’alto, verso la superficie.

Nella zona anossica non è che non ci sia vita, vivono batteri anaerobi, che non usano ossigeno come fonte di energia. Usano prevalentemente zolfo e scartano come rifiuto acido solfidrico, H2S. Questi batteri sono numerosi, miliardi di miliardi. Se la zona anossica raggiungesse la superficie del mare, enormi bolle di centinaia, fino a migliaia di chilometri di diametro, negli oceani, contenenti acido solfidrico si riverserebbero nell'atmosfera: trasportate dal vento verso terra queste bolle sono capaci di uccidere di colpo vita vegetale e animale che utilizza ossigeno nel respirare.

In questo modo, sul pianeta, il riscaldamento globale antropico non genera solo disturbi alla popolazione umana: può generare una estinzione di massa della vita. Così è già avvenuta, 488 milioni di anni fa, la grande estinzione di massa del Cambriano.

Evidenze dell’impatto cosmico :a. Strato di Iridio su tutto il Pianetab. Cratere di impatto Chicxulub c. Grani di quarzo devastati dall’urto, visti al microscopio, nello strato

K-T.

La Scomparsa dei Dinosauri

Resti del cratere di impatto a Chicxulub, penisola dello Yucatan, Messico. Per quanto il cratere Chicxulub sia seppellito sotto strati di sedimenti, le misure del campo gravitazionale e del campo magnetico terrestre hanno permesso di rivelare la struttura tridimensionale dell’impatto.

La Scomparsa dei Dinosauri

V Estinzione di Massa

Conchiglia fossile di Ammonite. Le Ammoniti furono animali marini che si estinsero durante l’estinzione K-T.

V Estinzione di Massal’Estinzione K-T

65 milioni di anni fa, più dei tre quarti di tutte le piante e di tutti gli animali che allora vivevano sul Pianeta si estinsero. Questa è denominata l’estinzione di massa K-T in quanto avvenne tra la fine del Cretaceo (K) e l’inizio del Terziario (T). Non furono quindi solo i dinosauri a scomparire.

65 milioni di anni fa

Ecco come erano disposti i Continenti

Impatto cosmico

135 milioni di anni fa

Ecco come erano disposti i Continenti

Nel Cambriano…molto più indietro nel tempo, prima di 488 milioni di anni fa

Un Predatore Cambriano

• un predatore vissuto tra l’Inizio e la Metà del Cambriano• lungo circa 45 cm si cibava di trilobiti • con delle appendici afferrava e portava il cibo alla bocca

Meduse fluttuanti, Artropodi natanti, Spugne bentoniche, Trilobiti spazzini

Vita Marina nel Cambriano

Esplosione di Vita nel Cambriano

28 agosto 2005

Estinzione di Massa nel Cambriano

Alla fine dell’Ordoviciano una istantanea estinzione di massa nell’ambiente marino: più di 100 famiglie di invertebrati si estinguono

La diffusione

>170-130: Africa70-60: Medio Oriente, Europa, Oceania50-40: Nord America35-25: Nord America, Giappone15-12: Sud America, Brasile9-7 mila anni fa: Canada, Patagonia, Terra del Fuoco