Sono una chimica marina.
Studio la chimica dell'oceano di oggi.
Studio la chimica dell'oceano del passato.
Guardo indietro nel tempo
attraverso i resti fossilizzati delle scogliere coralline.
Potete vedere un'immagine di questi coralli qui dietro.
È stato raccolto vicino all'Antartide, a centinaia di metri di profondità,
quindi è molto diverso dai tipi di corallo
che forse avete avuto la fortuna di vedere se siete stati in vacanza ai Tropici.
Per questo mi auguro che questo discorso
vi darà una visione a quattro dimensioni dell'oceano.
O due, come questa bellissima immagine a due dimensioni
della temperatura superficiale dei mari.
Siccome è stata fatta usando il satellite, ha una risoluzione spaziale pazzesca.
Le caratteristiche principali sono estremamente facili da capire.
Le regioni equatoriali sono calde perché c'è più luce solare.
Le regioni polari sono fredde perché c'è meno luce solare.
E questo fa sì che si creino grandi calotte polari in Antartide
e nell'emisfero del Nord.
Se ci si immerge in profondità nel mare o solo con le dita dei piedi,
si sa che è sempre più freddo man mano si scende
e questo accade perché le acque profonde che riempiono gli abissi dell'oceano
arrivano dalle fredde regioni polari dove le acque sono dense.
Se viaggiamo nel tempo, fino a 20 mila anni fa,
la Terra aveva un aspetto molto diverso.
Vi do solo una versione cartone animato di una delle maggiori differenze
che avreste visto andando così indietro nel tempo.
Le calotte polari erano molto più estese.
Ricoprivano gran parte del continente e si estendevano lungo l'oceano.
Il livello del mare era più basso di 120 m.
I livelli di diossido di carbonio erano molto più bassi di oggi.
Quindi la Terra era verosimilmente più fredda di 3 o 5 gradi
e molto, molto più fredda nelle regioni polari.
Ciò che sto cercando di capire
insieme ad altri miei colleghi,
è come siamo passati da quel clima freddo
al clima caldo in cui viviamo oggi.
Sappiamo dalla ricerca sulle carote di ghiaccio
che la transizione da quel clima freddo a questo clima caldo non è stata graduale
come si potrebbe intuire dal lento incremento della radiazione solare.
Lo sappiamo grazie alle carote, perché se si perfora il ghiaccio
si trovano bande annuali di ghiaccio, come potete vedere negli iceberg.
Si vedono quegli strati blu-bianchi.
Anche i gas sono intrappolati nei ghiacci, ecco perché possiamo misurare la CO2,
ecco come sappiamo che c'era meno CO2 in passato,
e la chimica del ghiaccio ci parla anche della temperatura
nelle regioni polari.
E se ci spostiamo nel tempo da 20 mila anni fa a oggi,
si può vedere che la temperatura si è alzata.
Non è aumentata gradualmente.
A volte è aumentata rapidamente,
poi si è stabilita per un po',
poi è aumentata rapidamente.
È andata diversamente nelle due regioni polari
e anche la CO2 è aumentata a sbalzi.
Siamo piuttosto certi che l'oceano abbia a che vedere con tutto questo.
L'oceano immagazzina grandi quantità di carbonio,
quasi 60 volte più di quello che si trova nell'atmosfera.
Trasporta inoltre il calore attraverso l'Equatore
e l'oceano è pieno di nutrienti e controlla la produttività primaria.
Quindi, se vogliamo scoprire cosa succede nella profondità dell'oceano
non ci resta che immergerci,
vedere cosa c'è
e cominciare a esplorare.
Questi sono alcuni scatti presi da una montagna sottomarina
circa un chilometro sotto la superficie di acque internazionali
nell'Atlantico equatoriale, lontano dalla terra.
Siete tra i primi a vedere un po' del fondo del mare,
insieme al mio team di ricerca.
Probabilmente state vedendo delle nuove specie.
Non lo sappiamo.
Dovreste raccogliere dei campioni e fare un bel po' di tassonomia.
Vedete dei fantastici coralli rosa gomma da masticare.
Ci sono fragili stelle che crescono su questi coralli.
Quelle cose che sembrano piccoli tentacoli che escono dai coralli.
Ci sono coralli di diverse forme di carbonato di calcio
che crescono dal basalto di queste enormi montagne sommerse
e quelle cose scure, quelli sono coralli fossilizzati
e tra poco parleremo proprio di essi
mentre andiamo indietro nel tempo.
Per farlo, dobbiamo prendere in prestito una barca di ricerca.
Questa è la James Cook, vascello di ricerca per l'oceano
ormeggiata a Tenerife.
Bellissima, eh?
Grande, se non siete dei grandi marinai.
A volte la situazione era più così.
Questi siamo noi, che cerchiamo di non perdere campioni preziosi.
Tutti si muovono freneticamente e a me viene un mal di mare tremendo
quindi non è sempre bello ecco, ma di solito lo è.
Ci è toccato diventare abili mappatori per il nostro scopo.
Quella spettacolare abbondanza di coralli non si trova dovunque.
È globale ed è in profondità
ma bisogna trovare i posti giusti.
Potete vedere una mappa globale con evidenziata la nostra navigazione
dell'anno scorso.
È stata una crociera di sette settimane
e questi siamo noi, dopo aver mappato personalmente
75 mila metri quadrati di mare in sette settimane,
ma è solo una piccola frazione della pavimentazione marina.
Abbiamo viaggiato da ovest a est
su una parte di oceano che potrebbe sembrare tutta uguale su grande scala,
ma dove in realtà ci sono montagne grandi come l'Everest.
Così, con le mappe elaborate a bordo,
siamo arrivati a una risoluzione di 100 m,
abbastanza per scegliere le aree in cui impiegare la nostra attrezzatura
ma non abbastanza per vedere qualcosa.
Per fare ciò, dovevamo lanciare veicoli controllati a distanza
a circa 5 metri dal fondo del mare.
Così facendo, ottenemmo mappe con circa un metro di risoluzione
migliaia di metri più in giù.
Questo è uno dei veicoli controllabili a distanza,
un veicolo per uso di ricerca.
Vedete una serie di grandi fari sulla cima.
Ci sono videocamere ad alta definizione, bracci manipolatori
e piccoli contenitori e cose in cui mettere i campioni.
Eccoci qui per la prima immersione di questa particolare crociera,
pronti a immergerci nell'oceano.
Lo si fa piuttosto velocemente così che i veicoli a distanza
non siano influenzati da altre imbarcazioni.
Andiamo giù,
ed ecco cosa vediamo.
Ci sono spugne delle profondità, in una scala di metri.
Queste è una oloturia, una piccola lumaca di mare.
Questo è al rallentatore.
La maggior parte di ciò che vedete è velocizzato
perché ci vuole molto tempo.
Questa è un'altra bellissima oloturia.
E questo animale che state per vedere è stato una grandissima sorpresa.
Non avevo mai visto niente di simile e siamo rimasti tutti un po' sorpresi.
Qui era dopo 15 ore di lavoro ed eravamo tutti un po' nervosetti
quando improvvisamente questo gigante mostro di mare ci si è affiancato.
Si chiama Pyrosomida, o tunicate se preferite.
Non era ciò che stavamo cercando.
Cercavamo coralli, coralli delle profondità.
Ne vedrete un'immagine tra poco.
È piccolo, alto circa 5 cm.
È fatto di carbonato di calcio, vedete qui i suoi tentacoli
che si muovono nelle correnti oceaniche.
Un organismo come questo probabilmente vive per circa cento anni.
E mentre cresce, trattiene elementi chimici dall'oceano.
E gli elementi, o meglio l'ammontare degli elementi
dipende dalla temperatura; dipende dal pH,
dipende dai nutrienti.
E se riusciamo a capire come questi elementi entrano nello scheletro,
possiamo tornare indietro, raccogliere campioni fossili
e ricostruire l'aspetto che aveva l'oceano in passato.
E qui vedete come raccogliamo il corallo con un sistema di sottovuoto
e lo inseriamo nel contenitore per campioni.
Riusciamo a farlo con molta cura, devo dire.
Alcuni di questi organismi vivono ancora più a lungo.
Questo corallo nero è chiamato Leiopathes, una foto scattata dal mio collega
Brendan Roark, circa 500 m sotto le Hawaii.
Quattromila anni è un bel po'.
Se si prende un ramo di questi coralli e lo si ripulisce,
questo è ciò che si vede a 100 micron circa.
Brendan ha svolto qualche analisi sul corallo,
potete vederne i segni,
ed è riuscito a mostrare che queste sono effettivamente bande annuali
perciò anche a 500 metri giù nell'oceano
i coralli registrano i cambiamenti stagionali,
il che è abbastanza spettacolare.
Ma 4000 anni non è abbastanza per riportarci all'ultima glaciazione.
Quindi, cosa si fa?
Si cercano questi campioni fossili.
Questo è ciò che mi rende così impopolare nel mio team di ricerca.
Quindi, andando avanti,
ci sono squali giganti ovunque,
ci sono Pyrosomidi, oloturie che nuotano,
spugne giganti,
ma io faccio scendere tutti giù alla ricerca di aree di coralli fossili
e passo una vita in pratica a spalare in giro per i fondali.
Raccogliamo tutti questi coralli, li portiamo su, li cataloghiamo.
Ma ognuno di questi è di un periodo diverso
e se riusciamo a scoprire a quando risalgono
e a misurare quei segnali chimici
questo ci aiuta a scoprire
cos'è successo in passato nell'oceano.
Qui a sinistra
ho preso una fetta di corallo, l'ho ripulita con attenzione
e ne ho preso un'immagine ottica.
A destra,
lo stesso pezzo di corallo, è stato messo in un reattore nucleare,
abbiamo indotto la fissione
e a ogni decadimento,
potete vederne i segni sul corallo,
che ci mostrano la distribuzione dell'uranio.
Perché lo facciamo?
L'uranio è un elemento di cui si parla sempre male
ma io lo amo.
Il decadimento ci aiuta a scoprire tassi e date
di ciò che succede nell'oceano.
E se vi ricordate dall'inizio,
questo era ciò a cui volevamo arrivare parlando di clima.
Quindi abbiamo usato un laser per analizzare l'uranio
e uno dei suoi prodotti figli, il torio, in questi coralli
e questo ci dice esattamente l'età del fossile.
Questa bellissima animazione dell'Oceano Antartico
che sto per usare illustra come stiamo usando questi coralli
per leggere gli antichi feedback dell'oceano.
Potete vedere la densità della superficie dell'acqua
in quest'animazione di Ryan Abernathey.
È solo un anno di dati
ma vedete quanto è dinamico l'Oceano Antartico.
L'intenso rimescolamento, in particolare nello Stretto di Drake,
che è mostrato nel riquadro,
è una delle correnti più forti del mondo
che attraversa questo punto da ovest a est.
È un rimescolamento molto turbolento,
perché muovendosi sopra quei grandi monti sottomarini
CO2 e calore si scambiano con l'atmosfera, fuori e dentro.
In pratica, gli oceani respirano attraverso l'Oceano Antartico.
Abbiamo raccolto coralli avanti e indietro lungo questo passaggio antartico
e tra i dati dell'uranio abbiamo trovato qualcosa di piuttosto sorprendente:
i coralli sono migrati da sud a nord
durante la transizione dal glaciale all'interglaciale.
Non sappiamo perché
ma pensiamo che abbia a che fare con le fonti di nutrimento
o forse con l'ossigeno nell'acqua.
Quindi, eccoci qui.
Vi mostrerò cosa penso di aver trovato riguardo al clima
a partire da questi coralli dell'Oceano Antartico.
Su e giù per le montagne, abbiamo raccolto piccoli coralli fossili.
Questa è una mia illustrazione.
Pensiamo che, nell'era glaciale,
dall'analisi dei coralli,
le profondità dell'Oceano Antartico fossero molto ricche di carbonio
e che ci fosse in cima uno strato a bassa densità.
Questo impediva al diossido di carbonio di uscire nell'oceano.
Poi abbiamo trovato questi coralli di età intermedia
e ci hanno mostrato che l'oceano si è in parte rimescolato
durante quel cambio di clima.
Questo ha permesso al carbonio di emergere dalle profondità.
E se analizziamo i coralli più vicini ai giorni nostri,
o se ci immergiamo oggi,
e misuriamo la chimica dei coralli,
vediamo che il carbonio può uscire e rientrare.
Quindi, questo è il modo in cui possiamo usare i coralli fossili
per capire il nostro ambiente.
Voglio lasciarvi con quest'ultima slide.
È solo un fermo immagine della prima ripresa che vi ho mostrato.
Questo è uno spettacolare giardino corallino.
Non ci immaginavamo di trovare qualcosa di così bello.
È a migliaia di metri di profondità.
Queste sono nuove specie.
È semplicemente un posto meraviglioso.
Tra di loro ci sono dei fossili
e ora vi ho allenato ad apprezzare i coralli fossili
che stanno laggiù.
Quindi la prossima volta che avrete la fortuna di volare sopra l'oceano
o di navigare sopra l'oceano,
pensate che ci sono enormi montagne sottomarine là sotto
che nessuno ha mai visto prima
e ci sono questi coralli magnifici.
Grazie.
(Applausi)