Un ricercatore dice di avere trovato le tracce dirette del giorno in cui un grande asteroide cambiò per sempre il corso della storia della Terra, 66 milioni di anni fa
di Emanuele Menietti, 3 apr 2019
Robert DePalma è un paleontologo di 37 anni e sostiene di avere scoperto le tracce del giorno esatto in cui un enorme asteroide cadde sulla Terra, uno degli eventi più catastrofici nella storia del nostro pianeta e che probabilmente causò l’estinzione dei dinosauri. La sua ricerca, da poco pubblicata sulla rivista scientifica PNAS, è stata ripresa dai giornali di tutto il mondo e sta facendo molto discutere, perché potrebbe essere la conferma che i paleontologi cercavano da decenni su cosa causò l’estinzione di buona parte degli organismi viventi della Terra circa 66 milioni di anni fa.
La storia di DePalma e della sua scoperta è stata raccontata da Douglas Preston in un lungo articolo sul New Yorker, che aiuta a comprendere meglio la portata delle dichiarazioni del paleontologo e la loro importanza, senza tralasciare lo scetticismo di alcuni colleghi in un ambito della ricerca storicamente molto competitivo come quello della paleontologia.
Il giorno dell’impatto
In un giorno di 66 milioni di anni fa divenne visibile in cielo qualcosa che prima non c’era: un corpo celeste luminoso quanto una stella che col passar del tempo diventava sempre più luminosa. Era un asteroide, con un diametro massimo di quasi 10 chilometri, diretto verso la Terra. Il suo ingresso nell’atmosfera produsse una colossale onda d’urto, poi la grande roccia spaziale raggiunse il suolo ad alta velocità, colpendo le acque di un mare poco profondo in corrispondenza dell’attuale penisola dello Yucatán, che separa il golfo del Messico dal mar dei Caraibi.
Secondo le simulazioni e i modelli matematici realizzati negli ultimi anni, l’impatto dell’asteroide portò alla formazione di un grande cratere profondo circa 20 chilometri e con un diametro di 150 chilometri, proiettando nell’atmosfera circa 25mila miliardi di tonnellate di detriti. L’energia prodotta fu pari a quella di un miliardo di volte la bomba atomica sganciata su Hiroshima, con materiale incandescente proiettato in pochi istanti oltre l’atmosfera e nuovamente sulla Terra a migliaia di chilometri di distanza. Detriti talmente caldi da incendiare qualsiasi cosa incontrata nella loro caduta verso il suolo. Un enorme cono rovesciato di roccia liquefatta si sollevò nell’aria, producendo una gigantesca grandinata di piccoli frammenti vetrosi (“tectiti”) che avrebbe ricoperto buona parte dell’emisfero occidentale.
Alcuni dei detriti proiettati oltre l’atmosfera terrestre iniziarono un viaggio interplanetario, spingendosi per milioni di chilometri e raggiungendo altri pianeti come Marte e le lune di Saturno e di Giove. Alcuni di questi frammenti forse portarono con sé batteri terrestri, rendendo l’asteroide che cancellò buona parte della vita sulla Terra un distributore indiretto di vita su altri mondi lontano dal nostro.
Sulla Terra le cose si scaldarono rapidamente. Le polveri incandescenti causate dalla completa distruzione dell’asteroide al momento dell’impatto al suolo avvolsero buona parte dell’atmosfera, causando incendi prima nell’emisfero occidentale e in seguito nelle foreste indiane, a migliaia di chilometri di distanza dallo Yucatán. Gli incendi fecero bruciare il 70 per cento circa di tutte le foreste esistenti all’epoca.
L’impatto causò inoltre terremoti molto potenti e tsunami, con onde alte decine di metri che si abbatterono sulle coste. Quando i mari si ritirarono, portarono con sé vegetazione, animali e detriti dall’entroterra, riversandoli sui fondali dove si trovano ancora oggi, sommersi da altri strati di roccia.
Per mesi le polveri nell’atmosfera impedirono ai raggi solari di filtrare. I processi di fotosintesi si arrestarono quasi completamente, determinando la fine di buona parte delle piante e causando una riduzione netta dell’ossigeno nell’aria. A incendi ormai spenti, la Terra entrò in un periodo buio e gelido che con l’impatto dell’asteroide contribuì a far estinguere il 75 per cento delle specie che all’epoca la popolavano. Secondo le stime più recenti, il 99,9999 per cento degli esseri viventi sulla Terra morì, anche a causa dei numerosi gas tossici rilasciati nell’atmosfera.
Limite KT
A 66 milioni di anni di distanza, possiamo teorizzare ciò che avvenne sulla Terra grazie a una sottile linea di sedimenti sepolti sotto gli strati superficiali di roccia. Questo strato di detriti e polveri che si depositarono dopo l’impatto dell’asteroide viene solitamente definito “Limite KT”, perché segna la linea di demarcazione tra il Cretacico (K) e il Terziario (T, oggi definito Cenozoico, a sua volta suddiviso in tre periodi, tra i quali il Paleogene è il più prossimo al limite KT). Semplificando: scavando subito sopra il KT ci sono tracce del Paleogene, se si scava subito sotto ci sono invece quelle del Cretacico.
Trovare fossili in prossimità del KT è molto, molto, difficile. In oltre un secolo e mezzo di ricerche, nessuna traccia di dinosauro è stata trovata nei tre metri al di sotto del limite, una profondità che equivale a diverse migliaia di anni in termini geologici. L’assenza di ritrovamenti ha portato molti paleontologi a ipotizzare che i dinosauri si fossero in buona parte estinti ancora prima dell’arrivo dell’asteroide, a causa di una serie di grandi eruzioni vulcaniche che avevano portato a un cambiamento del clima, non favorevole alla loro vita. Ma questa teoria è contestata da molti altri ricercatori, che ritengono invece che i fossili ci siano eccome, ma non siano ancora stati trovati.
Il segreto di DePalma
Preston racconta che nell’estate del 2013 ricevette una breve email da DePalma, all’epoca neolaureato in paleontologia, con la quale spiegava di avere fatto una “scoperta incredibile e senza precedenti”, qualcosa di così clamoroso per il suo campo di ricerca da preferire parlarne a voce, senza che restassero comunicazioni scritte. I due si sentirono al telefono e DePalma raccontò di avere trovato in uno scavo le vittime dirette del catastrofico impatto dell’asteroide sulla Terra, circa 66 milioni di anni fa. DePalma era già entrato in precedenza in contatto con Preston, che aveva scritto un romanzo sui dinosauri immaginando, tra le altre cose, una scoperta simile a quella che sosteneva di avere fatto il ricercatore.
Incuriosito dal racconto di DePalma, e lusingato dalla fiducia nell’avergli raccontato il segreto, Preston salì su un aereo e raggiunse il North Dakota, negli Stati Uniti, dove si trovava lo scavo cui stava lavorando il ricercatore. La formazione geologica – nota come Hell Creek – si estende tra North e South Dakota, Montana e Wyoming: è molto conosciuta dai paleontologi ed è ricca di fossili di dinosauro.
Hell Creek
66 milioni di anni fa, poco prima dell’asteroide, Hell Creek aveva un clima subtropicale, il territorio era soggetto a periodiche inondazioni e conteneva un piccolo mare interno. Era una zona molto popolata: quando animali e piante morivano, le frequenti inondazioni facevano sì che i loro resti fossero rapidamente sommersi da strati di fango, che ne avrebbero favorito la conservazione e la successiva fossilizzazione. Fu in quest’area che fu trovato per esempio il primo fossile di Tyrannosaurus rex all’inizio del Novecento, con successive scoperte di molti altri dinosauri come i triceratopi.
La teoria dell’asteroide
Per decenni i ricercatori hanno ritenuto che l’estinzione KT fosse avvenuta in un modo piuttosto banale: in milioni di anni, la grande attività vulcanica e il cambiamento climatico resero il pianeta sempre meno adatto alla vita dei dinosauri e di molte altre forme di vita, comportandone l’estinzione. Alla fine degli anni Settanta, Walter e Luis Alvarez arrivarono a una conclusione diversa: nel limite KT era presente un’insolita concentrazione di metalli rari come l’iridio, compatibili con l’impatto di un asteroide. Nel 1980 pubblicarono il loro studio su Science, ipotizzando che l’evento fosse stato così grande da innescare un’estinzione di massa e che il limite KT fosse la stratificazione dei detriti che lo testimoniavano.
La teoria fece molto discutere e portò a una divisione tra chi teorizzava una progressiva estinzione e chi un evento netto e traumatico. I secondi ebbero nuove conferme, al punto da portare la loro teoria a essere prevalente, quando nel 1991 fu annunciata la scoperta del cratere (ora sepolto) che era stato prodotto dall’asteroide nella penisola dello Yucatán: per età, dimensioni e composizione chimica, era compatibile pienamente con la teoria dell’asteroide.
La scoperta portò a ulteriori indagini e analisi, sfociate nella pubblicazione di una ricerca su Science nel 2010 dove oltre 40 ricercatori di diverse discipline arrivarono a una conclusione condivisa: fu l’impatto di un asteroide a causare l’estinzione di massa di 66 milioni di anni fa, la diatriba doveva considerarsi risolta. Una minoranza di ricercatori continua comunque a ritenere che l’estinzione avvenne gradualmente, a causa dei cambiamenti climatici causati dalla grande attività vulcanica all’epoca, durata per centinaia di migliaia di anni: non negano che ci fu l’impatto di un meteorite, ma ipotizzano che quando avvenne l’estinzione dei dinosauri fosse già iniziata da tempo.
La nuova scoperta
Nel 2012 DePalma era alla ricerca di un nuovo sito in cui proseguire i suoi studi a Hell Creek quando venne a conoscenza di un collezionista privato, che aveva iniziato gli scavi nella zona di Bowman, nel North Dakota. Era rimasto deluso dalla presenza di ritrovamenti troppo fragili, per lo più fossili di pesci, e aveva detto a DePalma che poteva accedere tranquillamente al sito per le sue ricerche.
DePalma notò che i fossili nello strato che stava analizzando appartenevano a uno stesso singolo deposito di materiale, quindi a uno stesso preciso periodo. Per quanto fragili, i resti erano in molti casi perfettamente conservati: c’erano fossili di pesci completi, una rarità per Hell Creek, che con grande cura potevano essere prelevati e trasportati altrove per le analisi. Intuendo di avere per le mani qualcosa di prezioso, DePalma si mise d’accordo con il proprietario del terreno per averlo in comodato d’uso per diversi anni. È una pratica comune a Hell Creek, dove i proprietari terrieri sono felici di affidare piccoli appezzamenti ai paleontologi, con contratti riservati e per cifre che variano molto, a seconda dell’abilità dei contraenti nel trattare sul prezzo.
Proseguendo gli scavi, DePalma notò qualcosa di insolito: minuscoli detriti sferici di materiale vetroso. Erano microtectiti: le piccole formazioni che si creano quando la roccia fusa cade al suolo, raffreddandosi, assumendo le sembianze di una sorta di fitta e fine grandinata. Un fenomeno simile si verificò subito dopo l’impatto dell’asteroide 66 milioni di anni fa e la zona in cui stava lavorando DePalma si stava rivelando piena di microtectiti.
Esplorando ancora lo strato di suolo su cui stava lavorando, DePalma trovò una grande e varia quantità di fossili, tutti molto delicati, ma ben conservati. Trovò per esempio resti di piante, intrecciati tra loro, pezzi di legno, pesci pressati contro le radici fossili di alberi, cortecce con al loro interno tracce di ambra, la loro resina fossilizzata. Di solito i resti di questo tipo sono compressi tra loro, a causa delle successive stratificazioni che li pressano, ma nel caso del materiale trovato da DePalma era tutto notevolmente tridimensionale. DePalma iniziava a persuadersi di essere davanti alla più importante scoperta nella paleontologia contemporanea.
I fossili di Hell Creek
DePalma rimosse il fossile di un pesce spatola lungo un metro e mezzo circa, notando al di sotto dei suoi resti il dente di un mosasauro, un grande rettile marino carnivoro. Si chiese come mai un pesce di acqua dolce e un animale che vive nel mare fossero finiti nello stesso posto, in una zona che all’epoca si trovava a diversi chilometri dal mare più vicino. Il giorno seguente, DePalma trovò la coda di un altro animale marino, che sembrava essere stata staccata in modo repentino e violento dal resto del corpo. Anche in questo caso si trovava in un posto dove non sarebbe dovuta essere, vista la distanza dal mare.
Proseguendo lo scavo, DePalma notò la presenza di un piccolo cratere con un diametro intorno ai 10 centimetri, che era stato probabilmente formato da qualcosa che era precipitato velocemente al suolo. Incuriosito, si mise alla ricerca di ciò che lo aveva prodotto trovando infine nelle vicinanze una piccola sfera vetrosa, in corrispondenza del fondo del cratere. Era un tectite di 3 millimetri di diametro, la traccia dell’impatto di un asteroide.
DePalma si mise allora alla ricerca di altri crateri, trovandone diversi con al loro interno un tectite. I microtectiti che aveva scoperto nei giorni precedenti potevano essere stati trasportati dall’acqua, ma quelli che stava osservando ora non potevano che essere caduti in quel punto, vista la presenza dei piccoli crateri che avevano formato. E non potevano che essere caduti in quell’esatto giorno di 66 milioni di anni fa in cui un asteroide aveva sconvolto la vita sull’intero pianeta.
«Quando li ho visti, sapevo che non si trattava di detriti di un’inondazione qualsiasi. Non eravamo vicini al limite KT, questo intero sito è il limite KT», spiegò con entusiasmo DePalma a Preston, durante la sua visita dello scavo nel 2013.
Sulla base dei ritrovamenti, DePalma ipotizzò che un aumento del livello delle acque nella zona avesse inondato l’area dell’attuale scavo, probabilmente in seguito allo tsunami causato indirettamente dall’impatto del meteorite. Man mano che l’ondata diminuiva e rallentava, depositò tutto ciò che aveva raccolto nel suo tragitto: prima i detriti più pesanti, poi il resto. Fu tutto rapidamente sepolto da uno strato di fanghiglia, preservando – come in un’istantanea tridimensionale – creature marine di acqua dolce e salata, piante, alghe, pezzi di alberi, fiori, pollini, conchiglie, ossa, tracce di ambra e uova. Poi iniziò la fine grandinata di tectiti, che formò i piccoli crateri trovati da DePalma.
“Il giorno in cui morì il Cretacico”
Se le conclusioni di DePalma sono corrette, ci troveremmo davanti al più importante ritrovamento nella storia della paleontologia da molto tempo. Per dirla come il ricercatore la raccontò a Preston: «Abbiamo l’intero evento KT conservato in questi sedimenti. Con questo deposito, possiamo ricostruire ciò che avvenne nel giorno in cui morì il Cretacico».
DePalma chiese a Preston di tenere per sé il segreto e di non raccontare a nessuno che cosa aveva visto nel North Dakota. Le ricerche erano preliminari e sarebbero stati necessari anni prima di arrivare alle prime conclusioni, nel frattempo nessuno doveva scoprire su cosa stesse lavorando di preciso il ricercatore. A differenza di altri ambiti scientifici, la paleontologia pecca spesso di trasparenza e condivisione, fino a quando non vengono compiute le scoperte. La storia di questo ramo della scienza è costellata di grandi rivalità, dispetti, piccolezze e meschinerie tra i suoi più importanti protagonisti.
Prima di annunciare qualcosa, DePalma voleva essere inoltre certo della sua scoperta e di non ripetere un grave errore compiuto in quegli stessi anni. Nel 2015 aveva pubblicato una ricerca annunciando la scoperta di una nuova specie di dinosauro, il Dakotaraptor, sulla base di un fossile che aveva pazientemente ricostruito. In quel puzzle di migliaia di pezzi, DePalma aveva però inserito erroneamente alcuni resti fossili di una tartaruga: l’errore non aveva inficiato la scoperta, ma aveva portato a pesantissime critiche nei suoi confronti da parte di diversi colleghi.
Dopo le prime scoperte nel 2013, per circa cinque anni DePalma continuò a lavorare sodo al suo scavo, condividendo parte delle scoperte con una manciata di ricercatori, tutti considerati luminari nello studio del limite KT, racconta Preston nel suo articolo. E finora le ricerche gli hanno permesso di trovare: piume compatibili con il ritrovamento di alcuni arti di dinosauro (sì, molte specie di dinosauro erano piumate), resti di numerose specie acquatiche, fossili di mammiferi, formicai sommersi dall’inondazione con relative formiche annegate, la tana di un mammifero, fossili di piante, uova di dinosauro e altri loro resti. Questi ultimi sono particolarmente rilevanti perché potrebbero smentire la teoria secondo cui i dinosauri fossero già pressoché estinti quando l’asteroide colpì la Terra.
Il giusto asteroide e qualche dubbio
In questi anni DePalma ha lavorato senza sosta per provare a prevenire qualsiasi obiezione sulla sua scoperta, a cominciare dalla più ovvia: cosa ci assicura che le tracce trovate a Hell Creek siano quelle dell’evento KT e non quelle dovute all’impatto, meno devastante, di un altro asteroide? DePalma ha raccolto tectiti dalla zona di Haiti, la cui origine derivante dall’impatto dell’asteroide nello Yucatán è data per certa, e li ha fatti confrontare con quelli trovati a Hell Creek da un laboratorio indipendente in Canada. I campioni, analizzati nello stesso momento e con le stesse strumentazioni, hanno portato a identificare le stesse caratteristiche geochimiche.
Nel 2016, DePalma diede qualche anticipazione circa le sue scoperte nel corso della conferenza annuale della Geological Society of America in Colorado, ma senza entrare nel dettaglio. Per quanto generico, l’annuncio causò grande curiosità ed entusiasmo tra i partecipanti, ma anche scetticismo. Lo stesso approccio fu seguito nei due anni seguenti nelle successive presentazioni tenute da DePalma. Tra gli scettici riaffiorarono i dubbi sulla scoperta, il precedente del fossile di Dakotaraptor mischiato a quello di una tartaruga, più dubbi sulla corretta datazione dello scavo nel North Dakota.
Quando tutto finì e ricominciò
La pubblicazione su PNAS della ricerca scientifica di DePalma, firmata insieme ad altri 11 paleontologi di fama mondiale compreso Walter Alvarez, mette un primo punto fermo a sei anni di distanza dalle prime scoperte effettuate a Hell Creek. Ora gli altri ricercatori potranno leggere la ricerca, valutare quali aspetti siano più o meno convincenti, confrontare prove e dati portati dagli autori e proseguire il dibattito che in questi decenni ci ha fatto scoprire così tante cose sul remoto passato del nostro Pianeta.
Un giorno imprecisato di 66 milioni di anni fa, l’impatto di un grande asteroide rese la Terra – un pianeta così adatto per la vita e una formidabile eccezione nella storia planetaria – un posto buio e inospitale, ostile alla maggior parte degli esseri viventi. Quando i primi raggi di luce solare riuscirono nuovamente a filtrare, illuminarono grandi pianure disabitate, senza foreste e ricoperte di ceneri, e oceani sostanzialmente privi di vita. In quella desolazione, funghi e alghe spartivano la loro esistenza con pochi altri esseri viventi, come piccoli mammiferi e felci. In milioni di anni le cose migliorarono, il clima tornò a differenziarsi e nuove specie si evolsero popolando nuovamente la Terra.
Finché ci furono i dinosauri, i mammiferi non ebbero spazio per prosperare e diventare dominanti. Liberi dalla loro presenza e con un pianeta sempre più florido a disposizione, finalmente poterono prosperare e iniziare la lunga strada che portò alla nascita dei primi ominidi e infine di Homo sapiens, la nostra specie. È probabilmente grazie a quell’asteroide, alla devastazione che portò sul Pianeta milioni di anni fa, se oggi siete davanti a uno schermo a leggere questa che in fondo è la nostra storia.
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