Il polline antico intrappolato nel ghiaccio della Groenlandia rivela i cambiamenti avvenuti nelle foreste canadesi nel corso di 800 anni

Pubblicato a gennaio sulla rivista Lettere di ricerca geofisica, la ricerca è stata condotta da Sandra Brugger, Ph.D., durante il suo lavoro post-dottorato con Joe McConnell, Ph.D., nell’Ice Core Lab del DRI. Sebbene il laboratorio abbia condotto molti studi utilizzando carote di ghiaccio estratte dai paesaggi artici di tutto il mondo – utilizzando i segnali chimici intrappolati nel ghiaccio e nelle bolle d’aria per tracciare i cambiamenti nella storia ambientale e umana – questa è la prima volta che il polline è stato centro di messa a fuoco. Attraverso un’analisi scrupolosa di ciascun granello di polline al microscopio, hanno trovato una registrazione dei cambiamenti forestali che abbracciano 850 anni, coprendo sia l’inizio della Piccola Era Glaciale intorno al 1400, sia l’arrivo dei coloni europei e le successive pratiche di disboscamento intensive intorno al 1650. fornisce solo scorci del passato, ma può aiutare a stabilire linee di base per valutare i cambiamenti nella copertura forestale man mano che il clima globale si riscalda.

“I nostri risultati sono entusiasmanti perché il polline che ha viaggiato per migliaia di chilometri può illuminare i cambiamenti avvenuti su larga scala in quelle foreste”, ha affermato Brugger, che ora lavora all’Università di Basilea.

Poiché il polline è relativamente grande rispetto ad altre particelle atmosferiche, pochi granelli di polline viaggiano attraverso gli oceani e si conservano nelle calotte glaciali artiche. Per ottenere abbastanza polline per ricostruire la storia dei cambiamenti storici della foresta, Brugger ha sviluppato nuovi metodi che hanno reso possibile l’analisi, prevedendo l’evaporazione accurata dell’acqua dal nucleo di ghiaccio per raccogliere i minuscoli granelli di polline. Questo studio segna una delle prime volte in cui il polline è stato estratto dalle carote di ghiaccio polare per esaminare i cambiamenti ambientali nel tempo. Il polline nei sedimenti lacustri è stato utilizzato per lo stesso scopo, ma riflette un ecosistema locale immediatamente circostante il lago e non cattura i cambiamenti nella vegetazione che si verificano su scala regionale.

“Otteniamo anche una cronologia più precisa dalle carote di ghiaccio che dalla maggior parte dei sedimenti lacustri, perché possiamo datarli quasi all’anno”, ha detto Brugger. “Questo aiuta a collegare le informazioni, ad esempio, ai coloni europei che arrivarono nell’America del Nord orientale, perché sappiamo da fonti storiche quando arrivarono e cosa fecero al paesaggio.”

“Poiché la Groenlandia è scarsamente ricoperta di vegetazione ai margini della calotta glaciale e così lontana dalle regioni boscose, di solito non pensiamo di provare a misurare il polline nelle carote di ghiaccio della Groenlandia”, ha affermato Nathan Chellman, Ph.D, assistente professore di ricerca presso DRI e coautore dello studio. “È piuttosto incredibile pensare che la storia delle foreste di conifere del Nord America possa essere raccontata misurando i pochi granelli di polline che riescono a passare attraverso l’atmosfera fino alla calotta glaciale.”

Unirsi all’Ice Core Lab del DRI per condurre il lavoro ha permesso a Brugger di utilizzare decenni di esperienza di McConnell nello sviluppo e nel perfezionamento di tecniche per effettuare misurazioni chimiche precise delle carote di ghiaccio per individuare eventi specifici nel tempo, tra cui pestilenze, eruzioni vulcaniche e l’evoluzione della società industriale.

Il nucleo di ghiaccio è stato raccolto nel sud della Groenlandia e conteneva polline principalmente proveniente dalle foreste di conifere sulla costa del Nord Atlantico, con quantità minori dalla vegetazione della tundra settentrionale e dalle foreste europee. Tra il 1160 e il 1400 circa, un periodo noto come Periodo Caldo Medievale, circa il 60% dei rilevamenti di pollini provenivano da specie forestali settentrionali come pino, abete rosso e abete. Dopo l’inizio della Piccola Era Glaciale intorno al 1400, le stesse specie compongono quasi l’80% della documentazione pollinica, dimostrando un’espansione di queste foreste con il raffreddamento del clima. Poiché non vi è alcuna prova che la linea degli alberi più settentrionale si sia spostata in questo arco di tempo, la diffusione della foresta probabilmente è derivata da cambiamenti nella densità delle foreste, nella produttività del polline e da un’espansione verso sud in regioni più temperate, scrivono gli autori.

Il polline della stessa specie di conifere cambiò nuovamente tra il 1650 e il 1760, scendendo a circa il 40% della documentazione sul ghiaccio, probabilmente a causa del vasto disboscamento della regione da parte dei coloni europei durante questo periodo. Gli autori dello studio hanno escluso l’aumento degli incendi boschivi come causa del declino misurando indicatori di incendio come il carbone e il nerofumo nella carota di ghiaccio. Hanno anche incrociato le loro scoperte con documenti storici che mostrano che le foreste di pini bianchi erano considerate legname prezioso, portando molte delle foreste lungo i fiumi Miramichi, Saint John e Ottawa ad essere abbattute entro il 1850.

Intorno al 1760, le tracce chimiche dell’inquinamento da combustibili fossili iniziarono ad apparire nei ghiacci, segnando l’inizio dell’industrializzazione nell’America settentrionale orientale. Questo è il periodo in cui i dati sui pollini riflettono i cambiamenti nelle attività umane in modo più evidente delle influenze climatiche, suggerendo l’inizio di un ecosistema guidato dall’uomo nella regione. I boschi di conifere diminuirono poi ulteriormente agli inizi degli anni 20^th secolo, con il continuo disboscamento e disboscamento delle foreste per farne terreni agricoli in tutto il Canada orientale. Allo stesso tempo, le registrazioni dei pollini mostrano un aumento dell’ambrosia, un arbusto noto per proliferare in paesaggi disturbati. I dati sui pollini indicano che il recupero delle pinete è iniziato intorno al 1950, quando un calo del disboscamento coincise con l’abbandono delle fattorie rurali e con un cambiamento climatico.

“Questa chiarezza del segnale che mostra l’espansione delle foreste di pini all’inizio della Piccola Era Glaciale, e poi questa retrazione una volta che la Piccola Era Glaciale è finita, e poi l’impatto umano in arrivo – lo si vede su larga scala”, ha detto Brugger . “Non mi aspettavo che la storia fosse così chiara nel ghiaccio.”

Questo studio segue il lavoro precedente di Brugger su un’altra carota di ghiaccio della Groenlandia centrale, dove la documentazione pollinica era marcatamente diversa da quella di questa carota di ghiaccio della Groenlandia meridionale. Questo perché i due luoghi ricevono particelle atmosferiche diverse, spiega Brugger. La carota di ghiaccio della Groenlandia centrale ha registrato più cambiamenti nella vegetazione artica rispetto a località più distanti.

Il team ha anche lavorato con i colleghi di Vienna per creare modelli computerizzati in grado di simulare il movimento del polline attraverso l’atmosfera. Ciò ha permesso loro di comprendere e verificare meglio dove è posizionato ciascun sito della Groenlandia all’interno dei modelli di circolazione atmosferica globale.

“Questa carota di ghiaccio meridionale ha davvero tracciato la foresta boreale”, ha detto Brugger. “Si ottiene un segnale completamente diverso rispetto allo studio precedente che ho condotto nella Groenlandia centrale, dove abbiamo monitorato i cambiamenti nell’Artico. Questi due siti di carote di ghiaccio tracciano cose molto, molto diverse ed è tutto confermato dai modelli atmosferici, il che è bellissimo.”

Studi come questo offrono una comprensione più profonda della storia ambientale che può essere applicata anche ai futuri cambiamenti climatici. Brugger intende continuare a utilizzare il polline antico per dare uno sguardo al passato e sta lavorando per pubblicare i risultati di un altro studio con un nucleo di ghiaccio molto più profondo che rappresenta 8.000 anni di storia.