Cosa ci dicono i sedimenti

Innanzitutto occorre datare gli strati sedimentari. Esistono vari metodi per datare un sedimento: metodi radiometrici si basano sull’analisi di isotopi: essi potranno coprire finestre temporali diverse in base al loro tempo medio di decadimento. Il carbonio 14 coprirà circa 30000 anni. Uranio-Torio rappresenteranno il periodo da 10000 a 40000 anni fa; Piombo-210 servirà a rappresentare gli ultimi 200 anni. Il picco del Cesio-137 servirà a collocare nella carota gli anni 1963 (quello del massimo fall-out da esperimenti nucleari) e il 1986, l’anno dell’incidente di Cernobyl. Metodi di datazione biologici, indiretti, si basano sull’analisi dei granuli pollinici. Metodi fisici utilizzano l’analisi delle variazioni nel campo magnetico terrestre. Infine, si può ottenere una precisa cronologia mediante il conteggio delle varve: così come avviene per gli anelli degli alberi, nel corso dell’anno vengono depositate, in ambienti ove la deposizione è indisturbata, due strati di sedimento di diversa composizione e colore. Lo strato chiaro, prevalentemente minerale, è quello deposto in primavera estate; quello scuro, prevalentemente organico, risale al periodo autunno-inverno.

I sedimenti possono registrare eventi catastrofici come le alluvioni, per esempio quelle avvenute nel lago Maggiore a partire da quella storica dell’anno 2000.

In questa foto si vedono le grandi quantità di detrito trasportate dai fiumi ingrossati e accumulate nei pressi di abitazioni e negozi dell’abitato di Verbania.

L’immagine mostra come le acque del lago Maggiore abbiano invaso le strade allagando ristoranti e alberghi del lungolago.

Ma come possiamo, dalla carota, ricostruire la storia del lago? Analisi diverse consentono di ottenere informazioni diverse. Analisi sono solitamente effettuate su sezioni diverse della carota, dagli strati più recenti (superficiali) fino a quelli più antichi (profondi): resti fossili di animali e vegetali, analisi chimiche inorganiche (quali quella dei nutrienti algali) e organiche, quali ad esempio quella dei pigmenti vegetali e batterici. I resti vegetali terrestri vengono utilizzati per la datazione con il metodo del ¹⁴C . Altre analisi di tipo chimico e biologico permettono di ricostruire aspetti molto importanti quali, ad esempio: carbonio organico, azoto, fosforo, carbonati, silice biogenica e pigmenti fotosintetici servono, nel loro insieme, a ricostruire lo stato trofico.

E’ possibile vedere l’impatto dell’industrializzazione attraverso l’analisi delle particelle carboniose, sfere di carbonio rilasciate in atmosfera dai fumi degli impianti industriali e di riscaldamento e dagli autoveicoli. Allo stesso tempo, possono essere analizzate le concentrazioni di composti organici di origine industriale (erbicidi e pesticidi, persistenti nell’ambiente), quali DDT e PCB. Altri inquinanti legati alle attività umane, quali i metalli pesanti, vengono analizzati allo scopo di descrivere la storia dell’inquinamento di una regione. Infine, il clima regionale può essere ricostruito in dettaglio attraverso l’esame microscopico dei granuli pollinici di specie arboree ed erbacee, e dall’isotopo dell’ossigeno.

I pollini, molto abbondanti nei sedimenti, permettono di ricostruire vari aspetti delle condizioni di un lago e anche di datare indirettamente i sedimenti.

Tra i fossili biochimici, i pigmenti algali e batterici sono quelli forse più studiati. Essi possono essere anche molto abbondanti e visibili ad occhio nudo, come nel caso di questa carota di un lago antartico. Più comunemente essi sono rilevabili solamente dopo estrazione con acetone e possono essere analizzati quantitativamente attraverso tecniche cromatografiche, per esempio mediante cromatografia su strato sottile. Nelle due immagini al centro e a destra sono ben riconoscibili le bande di beta carotene, clorofille, okenone (carotenoide caratteristico di solfobatteri anaerobi).

Si dice che i pigmenti fossili siano “proxy record”, vale a dire indicatori indiretti, di: Produzione e biomassa algale, in particolare i pigmenti totali e il beta carotene; condizioni di ossigenazione: l’okenone, ad esempio rappresenta un tracciante per l’anossia: in sostanza si parla di chemiotassonomia; radiazione UV: la scytonemina è un tracciante per le radiazioni UV. In due laghi canadesi è stato possibile ricostruire l’incremento di radiazioni UV alla fine del secolo XIX a partire dalla variazione nella percentuale di scytonemina sui carotenoidi totali; fluttuazioni di livello delle acque sono inferibili a partire dalle variazioni nella concentrazione di alloxantina, un carotenoide caratteristico di alghe planctoniche; infine, i pigmenti servono a ricostruire variazioni nel pH.

In conclusione, le numerose informazioni raccolte devono essere tra loro integrate e studiate come se si trattasse di comporre un puzzle. Solo così potremo avere un quadro attendibile delle variazioni temporali delle condizioni ambientali del lago e del suo bacino imbrifero.