Riassunto:
Il gruppo di ricerca dell'Università cinese di geoscienze (Pechino) ha recentemente scoperto, attraverso l'analisi chimica non distruttiva dei fossili di pinguini dell'isola di Seymour, vicino alla penisola antartica, che questi antichi scheletri, che hanno circa 55 milioni di anni, non solo conservano i resti dei pinguini stessi, ma registrano anche indizi della transizione antartica da un ambiente caldo e umido a un clima più freddo.
I pinguini sono uno degli animali più iconici dell'Antartide. Hanno perso completamente la capacità di volare durante l'evoluzione e le loro ali si sono gradualmente trasformate in pinne adatte al nuoto. L'isola di Seymour possiede la documentazione fossile di pinguino dell'Eocene più ricca e stratigraficamente continua del mondo, che copre un'importante fase dell'evoluzione del clima antartico: da un ambiente relativamente caldo e umido nell'Eocene inferiore a un clima più fresco nell'Eocene medio e finale.
Poiché i fossili sono estremamente rari, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia di scansione a fluorescenza a raggi X di micro-area per eseguire una mappatura non distruttiva della distribuzione degli elementi sui campioni. Questo metodo può identificare la distribuzione spaziale di diversi elementi chimici sulla superficie ossea, evitando così di danneggiare il fossile durante il processo di studio.
I risultati mostrano che i segnali degli elementi di titanio, silicio e potassio nei fossili di pinguino formatisi circa 55 milioni di anni fa, cioè nella prima epoca dell'Eocene, sono significativamente più forti. Il gruppo di ricerca ha combinato stratigrafia, sedimentologia e prove paleoclimatiche per giudicare che questi segnali di elementi più elevati fossero coerenti con un’azione climatica continentale più intensa e un maggiore input di materiale terrestre in quel momento, riflettendo una circolazione di materiale più attiva in Antartide in un clima caldo e umido. Al contrario, i segnali provenienti da questi elementi sono significativamente più deboli nei fossili provenienti da ambienti successivi e più freddi.
I ricercatori hanno sottolineato che la scoperta più sorprendente è stata il significativo miglioramento dei segnali di titanio, silicio e potassio nei primi campioni dell'Eocene. Questa caratteristica indica che in condizioni climatiche calde e umide, l'erosione terrestre è stata migliorata e una grande quantità di materiali terrestri sono stati trasportati nell'ambiente sedimentario, influenzando in definitiva la composizione chimica dei resti del pinguino.
Tuttavia, estrarre informazioni elementali affidabili da fossili di decine di milioni di anni fa non è facile. I fossili di ossa di pinguino hanno forme superficiali irregolari e strutture curve, che possono causare la modifica della distanza tra il campione e lo strumento durante il processo di scansione, influenzando così i risultati del rilevamento. Per ridurre questo effetto, il team ha posizionato il fossile il più orizzontalmente possibile e ha mantenuto relativamente costante la distanza tra la sonda di scansione e la superficie dell’osso.
Lo studio ha anche scoperto che il modello di distribuzione degli elementi di ferro, manganese e zolfo nei fossili riflette i cambiamenti nell'ambiente chimico dei sedimenti marini circostanti dopo che i resti del pinguino furono sepolti. Cioè, le informazioni elementali conservate nelle ossa non solo tracciano il modo in cui i materiali estranei sono entrati nei fossili, ma rivelano anche differenze tra gli input atmosferici terrestri, le condizioni di deposizione e i primi ambienti diagenetici.
I ricercatori ritengono che la composizione chimica delle ossa fossili diventerà un'importante fonte di informazioni supplementari per ricostruire gli antichi cambiamenti ambientali, integrando metodi tradizionali come la perforazione dei sedimenti marini e l'analisi dei microfossili. Combinando la scansione chimica non distruttiva con le prove geologiche, gli scienziati possono estrarre più informazioni ambientali dalle collezioni di fossili esistenti, fornendo nuovi modi per ricostruire i cambiamenti climatici ed ecologici nel lontano passato dell’Antartide.
Il documento di ricerca in questione è stato pubblicato in "Fossil Record", intitolato "Eocene Penguin Fossils as Archives of Antarctic Weathering and Climate Change: Insights from Micro-area X-ray Fluorescent Element Mapping".
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