Con l’aumento delle temperature globali fino a 6 gradi Celsius (11 gradi Fahrenheit), il caldo e la siccità hanno messo a dura prova le foreste, causando la morte di un gran numero di alberi. Le chiome degli alberi si sono aperte, esponendo il terreno a una maggiore quantità di luce solare e modificando il movimento dell’acqua nel paesaggio.
Nel Wyoming meridionale, le felci prosperarono per un breve periodo dove un tempo crescevano parenti di olmi, noci, metasequoie e alberi di avocado. Poi, palme e altre piante amanti del caldo si diffusero verso nord.
In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science, io e i miei colleghi dimostriamo come le foreste del Wyoming abbiano perso il 60% della loro copertura arborea durante questo periodo, noto come Massimo Termico del Paleocene-Eocene, o PETM, e come ci siano voluti ben oltre 100.000 anni per la loro ripresa.
Due autrici del nuovo studio, Marieke Dechesne (a sinistra) ed Ellen Currano (al centro), raccolgono fossili da un canale sabbioso in rocce del Wyoming risalenti al Massimo Termico del Paleocene-Eocene. Regan Dunn
Il PETM è stato l’ analogo naturale più simile al riscaldamento globale odierno, sebbene gli esseri umani stiano rilasciando anidride carbonica a un ritmo circa 10 volte più veloce rispetto a quanto avvenisse all’epoca attraverso i processi naturali del pianeta.
Comprendere cosa è successo alle foreste potrebbe aiutare l’umanità a riconoscere soglie simili prima che il pianeta le superi di nuovo.
In qualità di paleobotanici, io e i miei colleghi utilizziamo i fossili vegetali per identificare le specie che un tempo abitavano un determinato luogo. Volevamo però rispondere a una domanda più complessa: che aspetto aveva la foresta in origine e come si è evoluta nel tempo?
La struttura di una foresta – e soprattutto la sua chioma – controlla la quantità di luce che raggiunge il suolo, la temperatura, la disponibilità di acqua e la quantità di carbonio che la foresta può immagazzinare, rendendola uno degli indicatori più chiari del funzionamento dell’ecosistema.
Ma come si misura la densità di una foresta scomparsa 56 milioni di anni fa?
Gli ecologi misurano la densità della chioma utilizzando quello che viene chiamato indice di area fogliare . Le foreste dense, con più strati di foglie che intercettano la luce solare, hanno un indice di area fogliare elevato, mentre le foreste rade, che permettono a più luce di raggiungere il suolo, hanno un indice inferiore. Poiché la chioma forestale influenza l’ombreggiatura, la temperatura, la perdita d’acqua e la fotosintesi, l’indice fornisce un valido indicatore delle funzioni della foresta.
Gli indizi sulla densità delle chiome degli alberi milioni di anni fa provengono dalle cuticole microscopiche delle piante : la sottile pellicola cerosa esterna delle foglie, in grado di sopravvivere per milioni di anni in sedimenti ricchi di materia organica.
In questi frammenti di foglie fossili è ancora possibile distinguere la forma delle cellule epidermiche, e questo è importante.
La forma delle cellule riflette la quantità di luce solare ricevuta dalla foglia durante la crescita. Le foglie che crescono all’ombra sviluppano cellule più lunghe e allungate, poiché si estendono alla ricerca della luce solare. Quelle esposte a una maggiore quantità di sole sviluppano cellule più corte e rotonde.
Le immagini a sinistra illustrano la quantità di copertura arborea che una creatura a terra avrebbe probabilmente visto guardando verso il cielo. Ogni esempio è collegato alla forma delle sue cellule cuticolari fossili a destra. Più la copertura arborea è rada, più le cellule sono rotonde. R. Dunn, et al., 2026
Abbiamo trasformato questa relazione in uno strumento per ricostruire le foreste antiche. Per calibrarla, abbiamo raccolto campioni di suolo da foreste di tutta l’America Centrale e Meridionale, caratterizzate da un’ampia gamma di densità della chioma. Ogni manciata di suolo contiene cuticole rilasciate da molte piante diverse lungo la chioma, riflettendo la struttura della foresta nel suo complesso.
Due serie di cellule della cuticola fogliare ingrandite: le foglie fresche sono a sinistra e le foglie fossili a destra. Il confronto tra le due serie mostra la differenza tra le cellule più allungate nella serie superiore, che presentava una maggiore copertura della chioma, e le cellule più rotonde, che suggeriscono una maggiore esposizione al sole, nella serie inferiore. R. Dunn, et al., 2026
La documentazione fossile conserva questo stesso insieme di foglie frammentate. Il confronto tra la forma di migliaia di cellule epidermiche e l’indice di area fogliare che abbiamo misurato ha rivelato una correlazione straordinariamente forte : più le cellule sono allungate, più densa è la chioma della foresta sovrastante.
Questa relazione ci ha permesso di ricostruire la struttura delle foreste del Wyoming milioni di anni fa e di mostrare come si sono evolute nel tempo.
Una delle scoperte più sorprendenti è stata che le foreste non sono entrate nel Massimo Termico del Paleocene-Eocene in fase di declino.
Poco prima dell’inizio del rapido riscaldamento globale, le chiome degli alberi raggiunsero la massima densità degli ultimi centinaia di migliaia di anni, probabilmente a causa di condizioni di crescita favorevoli dovute all’aumento dell’anidride carbonica atmosferica. Una delle principali teorie sull’origine di tale anidride carbonica riguarda le eruzioni vulcaniche.
Quella rigogliosa foresta, tuttavia, non durò a lungo. Con l’aumento delle temperature, il caldo e la siccità annullarono i benefici derivanti da livelli più elevati di anidride carbonica. La volta forestale si diradò rapidamente con la morte degli alberi e rimase molto più rada per oltre 100.000 anni.
La copertura arborea viene spesso misurata utilizzando l’indice di area fogliare. Questo grafico del Massimo Termico del Paleocene-Eocene, 56 milioni di anni fa, mostra come la copertura arborea si sia ridotta con l’aumento delle temperature, con la linea temporale che inizia dal periodo più antico in basso. Le barre a destra mostrano la percentuale dei diversi tipi di piante nelle foreste del Wyoming al variare della composizione della copertura arborea, sulla base di polline fossilizzato e altri palinomorphs. R. Dunn, et al., 2026
In questo stato di degrado, le foreste funzionavano in modo molto diverso, e ciò influiva sull’ambiente circostante. Gli antichi suoli lasciarono il posto a depositi fluviali più grossolani, il che suggerisce che la perdita della chioma abbia modificato il modo in cui l’acqua e i sedimenti si muovevano all’interno del bacino.
Il cambiamento climatico ha modificato la foresta, e la foresta ha modificato il paesaggio.
Questa sequenza racchiude un insegnamento importante per i giorni nostri.
Livelli più elevati di anidride carbonica, come quelli che il mondo sta vivendo attualmente, possono stimolare la crescita delle piante, ma solo finché le temperature e l’acqua rimangono entro i limiti tollerabili dagli alberi. Oltre tali limiti, il caldo, la siccità, gli insetti, gli agenti patogeni e gli incendi boschivi possono annullare qualsiasi effetto fertilizzante che stimolerebbe la crescita.
In tutto il mondo, molte foreste mostrano già segni di declino a causa dell’aumento delle temperature, a cui si aggiunge la deforestazione per il legname, le colture e i pascoli, che ne riduce ulteriormente la resilienza.
La storia delle antiche foreste di 56 milioni di anni fa non si conclude con il loro collasso.
Nel corso del tempo, la crescente disgregazione delle rocce nel clima più caldo, nota come erosione meteorica, ha gradualmente sottratto carbonio dall’aria , immagazzinandolo nei sedimenti marini. Ciò ha permesso al clima di raffreddarsi e all’acqua di diventare più disponibile.
Le chiome degli alberi si sono riprese, diventando infine persino più dense di prima dell’inizio del riscaldamento globale. Con l’espansione delle foreste, è probabile che abbiano riacquistato la capacità di stabilizzare il suolo, regolare il ciclo dell’acqua e assorbire carbonio dall’atmosfera, contribuendo a ridurre l’effetto serra e a favorire la ripresa del pianeta a lungo termine.
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Noi abitiamo Biogea, vallata di fatiche e di gioie, ma anche torturiamo un luogo di cui abbiamo bisogno per relativizzare le nostre passioni di possesso, le nostre stupidaggini di controllo, la nostra crudele decisione di oggettivare gli esseri e le cose del mondo, cioè, la nostra libido di appartenenza e per distaccarci da questa volontà di appropriazione che, sporcando di già l’habitat dei nostri figli, distrugge la loro vita persino prima che nascano.
Il nostro studio dimostra che le emissioni di anidride carbonica hanno già spinto le foreste oltre i loro limiti fisiologici , innescando cambiamenti che si propagano dalla vegetazione ai fiumi e a interi paesaggi. Dimostra inoltre che le foreste sono straordinariamente resilienti se viene loro concesso il tempo di recuperare, ma ciò che viene considerato tempo è ben più lungo della durata di una vita umana: richiede migliaia di generazioni.
Oggi, le emissioni di carbonio e il riscaldamento globale causati dall’uomo si stanno manifestando a un ritmo di gran lunga più rapido rispetto al PETM. I reperti fossili ci ricordano che le foreste possono rigenerarsi, ma solo se l’umanità evita di spingerle oltre soglie oltre le quali il recupero richiede decine di migliaia di anni.
A cura della Dott.ssa Regan Dunn, Vice Direttrice e Curatrice Associata del Samuel Oschin Global Center for Ice Age Research La Brea Tar Pits e Professoressa a contratto di Scienze della Terra presso l’Università della California del Sud. Fonte: The Conversation.
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