Terra a palla di neve

C'è stato un periodo, circa 650 milioni di anni fa, ovvero nel Precambiano (Cryogeniano, Neoproterozoico), quando la vita sulla Terra era ancora solo unicellulare e risiedeva negli oceani, che il nostro pianeta andò incontro ad un'era glaciale su scala planetaria. In pratica tutto il globo fu ricoperto per 25 milioni di anni da un manto di ghiaccio spesso diversi chilometri. Secondo uno dei maggiori sostenitori di questa teoria, lo studioso americano Joseph L. Kirschvink, ci sarebbero stati quattro episodi di questo tipo avvenuti tra i 590 ed i 900 milioni di anni fa, ed uno più remoto, circa due miliardi di anni fa.
Da quanto sappiamo la Terra ogni centomila anni va incontro per cause per lo più di assetto astronomico, a glaciazioni di varia entità, ma mai il ghiaccio si era spinto sino all'equatore (sebbene con uno spessore di soli 3 metri dovuto allo schiacciamento ai poli del pianeta) ovvero ricoprendo interamente l'intera superficie terrestre.

In queste condizioni estreme, ogni nicchia, ogni habitat, ogni luogo della Terra venne interamente sepolto dai ghiacci e reso del tutto inospitale per la vita. Tale cataclisma cancellò quasi completamente ogni forma di vita microscopica che s'era fino ad allora con difficoltà evoluta sul pianeta dopo 4 miliardi di anni dalla sua formazione, rischiando di sterilizzare con un'estinzione di massa globale il destino biologico della Terra e di conseguenza ogni possibile ripresa della vita come noi la conosciamo, visto che per fortuna non andò così e siamo qui a raccontarlo.
Le cause di questo evento eccezionale sono dovute essenzialmente a due fattori: la meteorizzazione e l'azione dei cianobatteri.
La prima è un evento climatico che si verifica in condizioni particolari, ovvero in presenza di un ambiente persistente caldo-umido ove le piogge sottraggono biossido di carbonio all'atmosfera. Tale ambiente venne a crearsi perchè in quel periodo la deriva dei continenti li aveva ammassati tutti assieme all'equatore in un unico grande supercontinente, chiamato Rodinia, come dimostrano i ritrovamenti geologici delle rocce trascinate dai possenti ghiacciai. Un'elevata umidità strappò dunque la CO2 dall'atmosfera, facendola precipitare negli oceani, a cui probabilmente andò ad aggiungersi la capacità dei basalti effusivi, allora abbondanti a seguito della formazione di Rodinia, che con la loro porosità contribuirono ad assorbire CO2 spingendo gli oceani a sottrarla a loro volta per compensazione alla stessa atmosfera. La diminuita concentrazione di questa molecola nell'atmosfera, responsabile dell'effetto serra che come sappiamo trattiene parte del calore del sole scaldando il pianeta, ha fatto sì che la temperatura calasse in poco tempo di diversi gradi sotto lo zero, grazie all'effetto di feedback positivo dovuto allo stesso ghiaccio che avanzava, il quale, riflettendo la luce solare, accelerò ulteriormente il raffreddamento del pianeta.
Ma il ciclo della CO2 fu compromesso non solo dalla meteorizzazione eccezionale, ma anche aggravato dall'azione dei cianobatteri, che già esistevano nell'oceano primordiale da 3 miliardi di anni. Man mano che ebbero accesso alla CO2 che precipitava sui fondali la imprigionarono col loro metabolismo nelle strutture calcaree delle stromatoliti da essi create, immense barriere simili a quelle coralline attuali, distribuite su scala planetaria. Così bloccata in un sedimento irreversibile, la CO2 fu definitivamente sottratta all'atmosfera, determinando il brusco calo dell'effetto serra e della temperatura, che portò in breve tempo i ghiacci a ricoprire l'intero globo terrestre. La Terra andò così incontro al punto di non ritorno, con un'era glaciale che durò per un periodo di ben 25 milioni di anni.
La vita rischiò l'estinzione totale e l'impossibilità di potersi evolvere in forme ed aggregati pluricellulari sempre più complessi, se non di scomparire per sempre come è successo su Marte e su Venere. Se ci pensiamo, davvero la vita è un evento così raro e delicato, visti quanti fattori richiede per attecchire e svilupparsi (almeno così come noi la conosciamo) che forse nell'Universo può presentarsi solo grazie alla sua immensa vastità, come questione puramente statistica.
Tuttavia la vita, se ha avuto modo di svillupparsi in tante forme diverse (ovvero di specie diverse di batteri che allora popolavano l'oceano), qualcuna possedeva probabilmente nel proprio patrimonio genetico le capacità di resistere ed adattarsi ai cambiamenti, e così infatti è stato. Sebbene circa il 99% della biodiversità dei batteri si estinse dal pianeta sopraffatta dalla morsa del gelo, alcune specie riuscirono a sopravvivere e ad adattarsi, specie che oggi chiamiamo estremofile. La calotta di ghiaccio ricoprì le terre emerse e gli oceani per chilometri di spessore, ma inevitabilmente restarono anfratti, grotte, dirupi, crepacci, ove al riparo dal vento, dal sole e dal freddo eccessivo, alcuni batteri, in conglomerati di polveri o sulle pareti di ghiaccio o di roccia rimaste libere da esso, oppure presso le sorgenti calde sottomarine, o persino nei pressi dell'equatore dove le condizioni forse erano più favorevoli, sopravvissero a stento, adattando il loro metabolismo con quanto l'ambiente offriva loro. Fu così che, al termine del periodo "Terra a palla di neve" (snowball Earth, come amano chiamarlo gli americani), da questi batteri sopravvissuti, si evolsero, quando i ghiacci si ritirarono e gli oceani tornarono liquidi, tutte le forme di vita che oggi conosciamo, seguendo il percorso evolutivo che gli eventi successivi tracciarono per loro.
L'interminabile era glaciale ebbe fine grazie a due eventi dovuti allo stesso fenomeno: il vulcanismo. Migliaia di vulcani rimessi in moto dalla deriva delle placche continentali che nuovamente ripresero a migrare grazie ai moti convettivi del mantello, sciolsero da sotto Km di ghiaccio (e sappiamo che è possibile perchè l'abbiamo osservato oggigiorno su scala locale) la spessa crosta gelata, in tanti eventi puntiformi forse insignificanti, se osservati dallo spazio, rispetto ad un pianeta interamente gelato, ma più che il calore sottostante furono le emissioni da ciascun vulcano di miliardi di tonnellate di anidride carbonica che, riversata nell'atmosfera, andò a compensare la carenza di quella sottratta dalla meteorizzazione e dai cianobatteri 25 miloni di anni prima. Fu così che, grazie alla dinamicità vitale sempre attiva di questo pianeta (cosa che non possiamo dire di Marte) l'effetto serra che conseguì trattenne tanto calore solare quanto bastò perchè in capo ad un solo milione di anni i ghiacci si sciolsero ritirandosi verso i poli. A quel punto la vita riprese, si evolse in batteri capaci di liberare ossigeno, avvelenando l'atmosfera e tutte le forme di vita incapaci di utilizzarlo, relegandole in ambienti sempre più estremi, e da questi nuovi organismi fotosintetici si evolsero le prima forme di vita pluricellulari e da esse, in una esplosione di radiazione adattativa, l'intera biomassa che la paleontologia ci rivela, sino alle forme attuali, noi umani inclusi che stiamo scoprendo, dopo oltre mezzo miliardo di anni, questo evento tragico a cui, a quanto pare, dobbiamo la nostra esistenza.

un articolo di Cristiano Cascioli