https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379123003256
RIASSUNTO L’orso polare (Ursus maritimus) è il predatore apicale dell’ecosistema artico, con una forte dipendenza dal ghiaccio marino. Si prevede che la prospettata scomparsa della copertura di ghiaccio dei mari artici entro la metà del XXI secolo porterà a una marcata riduzione sia nell’areale globale che nella dimensione della popolazione di questa specie. Al fine di contestualizzare questo scenario rispetto ai cambiamenti storici della distribuzione e alle loro cause, abbiamo impiegato un dataset di reperti fossili per esplorare la dinamica della distribuzione storica dell’orso polare durante il Tardo Glaciale e l’Olocene. I risultati fossili indicano che, durante l’ultima deglaciazione, gli orsi polari erano presenti sul margine sud-occidentale della Calotta Glaciale Scandinava, sopravvivendo fino all’esordio dell’Olocene. Non vi sono ritrovamenti di orsi polari artici nel periodo 8000–6000 anni fa (8-6 ka), corrispondente al periodo più caldo dell’Olocene. Tuttavia, fossili datati a 8-9 ka e 5–6 ka suggeriscono che la specie sia probabilmente sopravvissuta in questo lasso temporale in rifugi freddi situati vicino al Mare della Siberia Orientale, al nord della Groenlandia e nell’Arcipelago Canadese. L’espansione dell’areale dell’orso polare è testimoniata da un incremento dei reperti fossili negli ultimi 4000 anni, in parallelo con il raffreddamento climatico e l’espansione del ghiaccio marino artico. I risultati documentano le variazioni nella distribuzione dell’orso polare in risposta alle tendenze climatiche e di estensione del ghiaccio marino nell’Artico durante il Tardo Glaciale e l’Olocene.
1. Introduzione L’orso polare (Ursus maritimus) è distribuito nell’intero Artico circumpolare, dove il suo margine di distribuzione meridionale è attualmente determinato dalla distribuzione del ghiaccio marino perenne (Amstrup, 2003; Stirling e Derocher, 2012). Modelli demografici e di distribuzione prevedono un significativo declino delle popolazioni dell’orso polare in diverse regioni dell’Artico (Regehr et al., 2016; Stern e Laidre, 2016). Per indirizzare questioni riguardanti il futuro dell’areale dell’orso polare, è essenziale esaminare il passato, come fatto in questo studio che combina l’analisi del record fossile con lo studio delle condizioni climatiche e del ghiaccio marino. Questo approccio consente di investigare sugli areali delle specie e formulare ipotesi sulla strategia di sopravvivenza di mammiferi chiave dell’Artico in condizioni climatiche più calde rispetto all’attuale. Questo studio si focalizza sulla dinamica dell’areale e sulla sopravvivenza dell’orso polare durante l’Olocene (l’attuale periodo interglaciale, che copre gli ultimi circa 12.000 anni). I fossili di orso polare dell’Olocene, datati tramite radiocarbonio e relativamente abbondanti, forniscono prove sostanziali della loro presenza storica. Inoltre, le condizioni climatiche dell’Olocene sono ben documentate, e le variazioni dell’estensione del ghiaccio marino artico possono essere dedotte da proxy sedimentari marini. Durante la fase più calda dell’Olocene, approssimativamente tra 9 e 5 ka (il Massimo Termico Olocenico, HTM), le temperature alle alte latitudini erano superiori di 1,5–2,5 °C rispetto all’attuale, e si stima che l’estensione del ghiaccio marino artico fosse inferiore rispetto a quella registrata alla fine del XX secolo (Dahl-Jensen et al., 1998; de Vernal et al., 2013a). Il confronto tra i dati fossili dell’orso polare e le ricostruzioni dell’estensione del ghiaccio marino può chiarire la stretta correlazione tra le variazioni dell’areale dell’orso polare e i cambiamenti del ghiaccio marino artico, identificando dove e come gli orsi polari sono riusciti a sopravvivere durante il periodo più caldo dell’HTM e come queste informazioni possano contribuire a prevedere il loro futuro in un Artico più caldo. Lo studio include anche il periodo Tardo Glaciale, approssimativamente tra 15 e 12 ka, un’epoca in cui la temperatura nelle alte latitudini aumentò da livelli glaciali a interglaciali, causando lo scioglimento delle grandi calotte glaciali in Scandinavia e Nord America e portando all’apertura di nuove aree marine e terrestri nelle alte latitudini (Heiri et al., 2014; Hughes et al., 2016; Young et al., 2020).
2. Materiali e Metodi
2.1. Calibrazione delle Date al Radiocarbonio Le occorrenze di orsi polari del Tardo Glaciale e dell’Olocene, basate su ritrovamenti fossili di ossa e denti datati con il radiocarbonio, sono state raccolte da pubblicazioni scientifiche. Tra gli studi precedenti che hanno raccolto evidenze fossili di orsi polari si includono Crockford (2022), Harington (2003) e Ingolfsson e Wiig (2009). Tra questi, il database compilato da Crockford (2022) è il più completo. Tuttavia, esso comprende numerosi reperti archeologici non datati, associati a periodi relativi come il “Tardo Olocene”. Di conseguenza, tale database non è direttamente applicabile al nostro studio.
I fossili ossei più comuni ritrovati sono ulne, femori e crani, o frammenti di cranio (come indicato nel Materiale Supplementare). La maggior parte dei fossili è stata rinvenuta in depositi costieri, spesso sepolti in ghiaia di spiaggia, depositi di conchiglie o in limo e argilla marini, dove possono essere stati introdotti a seguito di frane o trasporto su ghiaccio dopo la morte dell’animale. Un altro contesto frequente per il ritrovamento di fossili di orso polare olocenico sono i siti archeologici, che rappresentano molto probabilmente orsi polari uccisi dall’uomo (come riportato nella Tabella 1 delle Informazioni di Supporto).
Le date al radiocarbonio dei fossili di orso polare sono generalmente ottenute dal collagene osseo piuttosto che dal carbonato indigeno dell’apatite ossea. Questo è un procedimento usuale per i fossili ossei (Dunbar et al., 2016), che possono essere contaminati da materiale organico più antico o più recente (Taylor, 1992). Una fonte di errore nella datazione dei fossili sepolti in depositi superficiali è la possibile contaminazione con materiale organico più vecchio o più giovane, che può portare a stime di età errate (Berglund et al., 1992). Per questo motivo, le date più affidabili si ottengono generalmente quando il campione per la datazione viene prelevato perforando fino al centro dell’osso o del dente.
Le date al radiocarbonio delle specie animali marine, come l’orso polare, possono essere influenzate dall’“effetto di riserva marino” (Mangerud, 1972). Nei mari, i tempi di miscelazione del carbonio sono circa 60 volte più lenti rispetto all’atmosfera, con un tempo di residenza del carbonio di circa 60 volte superiore a quello atmosferico (pari a circa 600 anni). Di conseguenza, gli organismi marini che assimilano carbonio oceanico (sotto forma di bicarbonato) nei loro tessuti duri (ossi e conchiglie) presentano età al radiocarbonio apparentemente più antiche (Mangerud, 1972).
Di conseguenza, i tempi di residenza del carbonio oceanico sono estremamente variabili (Toggweiler et al., 1989), oscillando da 400 ± 200 anni nello strato ben mescolato sopra la termoclina a circa 2000 anni nelle aree profonde degli oceani e nelle zone di risalita (ad esempio, intorno all’Antartide (Stuiver et al., 1986)). Ciò implica che i valori di ^14C atmosferico ottenuti da tali fossili necessitano di una correzione che consideri lo scambio di carbonio nei serbatoi (Reimer et al., 2020). Per considerare in modo coerente l’effetto del serbatoio marino, abbiamo ricalibrato tutte le date di orso polare non calibrate raccolte dalla letteratura utilizzando il programma CALIB 8.2 (Stuiver e Reimer, 1993), impiegando un valore di frazionamento isotopico δ13C di -25‰ e applicando la curva di calibrazione marina Marine20 (Heaton et al., 2020) (Informazioni Supplementari, Tabella A1).
Il dataset raccolto per questo studio è presentato nelle Informazioni Supplementari Tabella 1A. La maggior parte dei dati si basa sulla datazione diretta al radiocarbonio dei fossili di orso polare. In 15 siti, le cronologie si basano su datazioni indirette, ovvero la datazione di ossa diverse da quelle di orso polare o di altri materiali adatti alla datazione al radiocarbonio trovati negli stessi depositi, come ad esempio campioni di carbone o legno. In tali casi, le date sono state calibrate usando la curva di calibrazione atmosferica IntCal20 (Reimer et al., 2020). In tre casi, l’età non si basa su datazioni al radiocarbonio dirette o indirette. Di questi, uno (numero 46 nelle Informazioni Supplementari Tabella A1) proviene dall’Islanda e l’età si basa sulla stratigrafia del deposito. Sebbene l’età stimata di “15 ka” sia indubbiamente approssimativa, è normalmente piuttosto semplice identificare il contesto tardoglaciale nelle sequenze sedimentarie in una regione glaciale come l’Islanda. Pertanto, consideriamo questo ritrovamento adeguato per il nostro studio. I ritrovamenti 17 e 26 nella Tabella A1 supplementare si basano sull’età del materiale archeologico scoperto negli stessi depositi degli orsi polari e sono considerati sufficientemente affidabili per essere inclusi nel nostro studio.
Un aspetto rilevante negli studi basati su dati di ossa fossili datate è la distruzione nel tempo delle ossa fossili. Questa distruzione, dipendente dal tempo, causa un bias tafonomico in cui il numero di ritrovamenti aumenta esponenzialmente verso il presente (Surovell e Brantingham, 2007). Tale bias può influenzare significativamente gli studi in cui il numero di ritrovamenti fossili è utilizzato come un registro surrogato per la dimensione delle popolazioni passate. È probabile che un bias tafonomico sia presente anche nei dati degli orsi polari olocenici, ma poiché il nostro obiettivo non è stimare le dimensioni della popolazione ma piuttosto concentrarci sui cambiamenti dell’areale, il bias tafonomico non invalida le interpretazioni.
2.2. Copertura del Ghiaccio Marino La copertura attuale del ghiaccio marino si basa su dati provenienti da immagini satellitari passive a microonde SMMR e SSM/I. L’estensione media del ghiaccio marino in aprile (massima) e settembre (minima) è stata calcolata sulla base del periodo 1979-2007 (National Snow and Ice Data Center, USA, https://nsidc.org/).
Per il periodo olocenico più lungo, la nostra stima della copertura del ghiaccio marino nella regione pan-artica si basa su informazioni da numerosi record geologici pubblicati provenienti dalla più ampia regione artica e subartica presentati da Alsos et al. (2016). Questi record geologici del ghiaccio marino sono basati su ricostruzioni proxy da carote sedimentarie marine che includono indicatori biologici (diatomee, cisti di dinoflagellati, foraminiferi, ostracodi), sedimentologici (detriti trasportati dal ghiaccio, IRD) e biogeochimici (IP25, PIP25) del ghiaccio marino, ognuno con diverse forze e debolezze/incertezze. Per una panoramica dettagliata di questi proxy e delle loro forze e limiti, si veda de Vernal et al. (2013b).
Per la regione del Mare di Bering, mostriamo i siti effettivi (Figura 1B). I dettagli sui record del ghiaccio marino del Mare di Bering sono forniti nel Materiale Supplementare.
- Risultati e Discussione I reperti di orsi polari del Tardo Glaciale sono stati rinvenuti in Scandinavia (Fig. 1A). Questi fossili si localizzano prevalentemente sul lato Atlantico, in prossimità del margine della Calotta Glaciale Scandinava (SIS), e si estendono cronologicamente da 15.000 a 11.000 anni fa. Le due datazioni più antiche, provenienti dalla Svezia, corrispondono all’interstadiale Bølling-Allerød (14.700–12.900 anni fa) (Berglund et al., 1992), periodo in cui la temperatura estiva stimata per la regione era compresa tra 6 e 10 °C (Heiri et al., 2014) e la vegetazione era principalmente costituita da arbusti nani ed erbe (Mortensen et al., 2011). Un fossile di molare proveniente dall’Islanda è stato datato a 15.000 anni fa. Altri due fossili, uno dalla Danimarca e uno dalla Norvegia, risalgono allo stadiale Younger Dryas, un periodo freddo di circa 1000 anni con condizioni glaciali che va dal 12.900 al 11.700 anni fa (Rasmussen et al., 2006). Le temperature estive di questo periodo in tale regione sono stimate tra 6,0 e 8,0 °C (Heiri et al., 2014). La transizione dallo stadiale Younger Dryas all’Olocene, avvenuta circa 11.700 anni fa, è stata caratterizzata da un aumento delle temperature estive oltre i 10 °C nel sud della Scandinavia (Heiri et al., 2014), accompagnato da una significativa riduzione del ghiaccio marino (Alsos et al., 2016). Questo rapido cambiamento ambientale è correlato con l’estinzione regionale di molte specie di mammiferi glaciali e artici, come il mammut e la renna in Scandinavia (Ukkonen et al., 2011). Tuttavia, i ritrovamenti di orsi polari suggeriscono la sopravvivenza di una popolazione di questi animali nella transizione Younger Dryas-Olocene a Kurod, nel sud della Svezia, che si è poi estinta intorno a 11.500 anni fa (Fig. 1). Complessivamente, i dati fossili suggeriscono che la scomparsa dell’orso polare dalla Scandinavia fosse probabilmente legata ai cambiamenti climatici ed ecologici associati all’avvento dell’interglaciale Olocene.
Ci sono soltanto due siti con fossili di orso polare datati dell’Olocene Precoce (11.000–8.000 anni fa). Questi siti sono situati nell’Isola di Zhokhov e a Svalbard (Fig. 2A). Il fossile di Svalbard è stato datato a 8.000 anni fa e rappresenta un individuo singolo di orso polare (Ingolfsson e Wiig, 2009). Il sito dell’Isola di Zhokhov, nel Mare di Siberia Orientale, rappresenta un sito archeologico eccezionale. Una collezione di ossa di orso polare rappresenta un numero minimo di individui (MNI) di 130 (Pitulko et al., 2015), con un intervallo di età generalmente compreso tra 10.000 e 8.000 anni fa, con un picco tra 9.000 e 8.600 anni fa (Fig. S1).
Nel periodo compreso tra 10.000 e 8.000 anni fa, si stima che la copertura del ghiaccio marino artico fosse grossomodo confrontabile con quella odierna (Alsos et al., 2016). Pertanto, i ritrovamenti di orsi polari a Svalbard e sull’Isola di Zhokhov sono in linea con i limiti presunti dell’estensione del ghiaccio marino perenne, indicando la presenza della specie nel bacino artico (Fig. 2A). L’Isola di Zhokhov rappresenta un sito archeologico di rilevanza per i fossili di orso polare dell’Olocene. Fino all’inizio dell’Olocene, più o meno fino a 8.000–7.500 anni fa, l’isola era connessa alla terraferma siberiana (Bauch et al., 2001). I reperti archeologici evidenziano l’esistenza di una popolazione umana di cacciatori-raccoglitori specializzata nella caccia all’orso polare e alla renna (Pitulko et al., 2015; Pitulko e Kasparov, 2017). Una fauna artica ricca, inclusa una popolazione stabile e numerosa di orsi polari, era presente nella regione tra 10.000 e 8.000 anni fa.
Il periodo tra 9.000 e 5.000 anni fa è stato il più caldo dell’Olocene (Massimo Climatico dell’Olocene, HTM), con temperature medie nell’Artico superiori di 1,5–2,5 °C rispetto ai livelli attuali (Fig. S2). In questo periodo si è verificata una riduzione significativa del ghiaccio marino artico estivo (Alsos et al., 2016). Non sono stati ancora trovati fossili di orso polare datati tra 8.000 e 6.000 anni fa (Fig. 2B). Il fossile di orso polare più antico rinvenuto dopo questo intervallo è datato a 5.700 anni fa e proviene da Nuulliit, Thule, nel nord-ovest della Groenlandia (Bennike, 1997) (Fig. 2C). I reperti successivi più antichi, risalenti a circa 5.400–4.700 anni fa, sono stati scoperti sull’Isola di Unalaska, una delle Isole Aleutine, situate a 53°57′ N. Qui è stato identificato un numero minimo di individui (MNI) di quattro in un sito archeologico (Fig. 1B) (Knecht et al., 2001). L’orso polare era presente anche tra 4.400 e 3.500 anni fa sull’Isola di St. Paul, la più grande delle Isole Pribilof, a 57°N (Fig. 1B) nel Mare di Bering, dove il record osseo dalla Grotta di Qagnax indica un MNI di sette (Veltre et al., 2008).
La Figura 1 si compone di due parti, A e B, che illustrano informazioni paleoecologiche e archeologiche relative ai ritrovamenti di fossili di orso polare e all’estensione del ghiaccio marino in epoche specifiche.
Parte A: Scandinavia durante il Tardo Glaciale (15-11 ka)
- La mappa A mostra i siti di ritrovamento dei fossili di orso polare in Scandinavia durante il Tardo Glaciale, un periodo che va da 15.000 a 11.000 anni fa.
- La linea tratteggiata denota il margine della Calotta Glaciale Scandinava (Scandinavian Ice Sheet, SIS) nel tempo, che si ritira a causa della deglaciazione, processo indicato dalle frecce.
- Le icone dell’orso polare corrispondono ai siti di ritrovamento e sono etichettate con l’età dei fossili in migliaia di anni (ka).
- L’estensione del ghiaccio marino (indicata in grigio chiaro) e l’attuale distribuzione dell’orso polare (linea tratteggiata nera) secondo la classificazione IUCN sono anche illustrate.
Parte B: Mare di Bering durante l’Olocene (6-4 ka)
- La mappa B presenta i ritrovamenti fossili di orso polare in Alaska e le aree circostanti il Mare di Bering tra 6.000 e 4.000 anni fa.
- La gradazione di colore dall’arancione al giallo indica l’estensione e la densità del ghiaccio marino, basata su dati paleoclimatici raccolti da campioni di sedimenti oceanici.
- La legenda in basso a destra spiega la frequenza e densità del ghiaccio marino, con “comune” indicante una presenza quasi annuale, “denso” riferendosi a una copertura significativa per la maggior parte dell’anno, e “occasionale” o “raro” che indicano una presenza più intermittente.
- Siti specifici come l’Isola di St. Paul e l’Isola di Unalaska sono segnalati con cerchi neri e la loro età relativa è indicata in ka.
- Le frecce mostrano la presunta direzione dei flussi di ghiaccio marino, suggerendo i movimenti stagionali o a lungo termine del ghiaccio.
Entrambe le mappe sono basate sui dati del file vettoriale “Land” e della griglia “Graticules” ottenuti dal set di dati cartografici Natural Earth, e sono proiettate secondo il sistema WGS 84/IBCAO Polar Stereographic, ottimizzato per le rappresentazioni polari che riduce le distorsioni tipiche delle alte latitudini.
I ritrovamenti provenienti dalle isole di St. Paul e Unalaska sono significativi in quanto rappresentano la presenza più meridionale dell’orso polare nell’Olocene e si datano al Medio Olocene, epoca in cui il clima era generalmente più caldo rispetto all’attuale e il ghiaccio marino nel Mare di Bering era presente soltanto durante l’inverno, se presente (Fig. 1B). Il clima delle isole Pribilof è condizionato dalle fredde acque superficiali del Mare di Bering, che risultano in temperature estive basse e la presenza occasionale di banchi di ghiaccio oggi (Veltre et al., 2008). Storicamente, si è verificata la presenza occasionale di orsi polari sulle isole Pribilof quando banchi di ghiaccio venivano trasportati verso sud-ovest dall’area dell’isola di St. Matthew, la popolazione più a sud di orsi polari nel Mare di Bering, situata a 360 km a nord-est di St. Paul (Veltre et al., 2008). Durante il Medio Olocene, si registrava un’espansione leggera del ghiaccio marino nel Mare di Bering circa tra 6.000 e 3.000 anni fa (Katsuki et al., 2009; Ruan et al., 2017; Jones et al., 2020), raggiungendo occasionalmente le isole Pribilof, ma è improbabile che tale ghiaccio marino arrivasse fino all’Isola di Unalaska (Fig. 1B). L’elevato Numero Minimo di Individui (MNI) di orsi polari su queste isole implica che gli orsi polari erano capaci di adattarsi alla vita fuori dai confini stagionali del ghiaccio marino o nelle sue vicinanze quando le risorse erano ampie.
I fossili di orso polare diventano più abbondanti e geograficamente diffusi nel corso degli ultimi 4.000 anni. L’orso polare era presente lungo la costa artica del Canada e nella Groenlandia settentrionale (Fig. 2D ed E). Il giacimento osseo di 2.500 anni fa da Seahorse Gully, in Canada, sulla costa occidentale della Baia di Hudson, attesta la presenza della specie in una regione dove oggi si trova una delle più popolose popolazioni di orsi polari del Nord America (Molnár et al., 2020). Negli ultimi 2.000 anni, i fossili di orso polare si trovano diffusi in 18 siti che si sovrappongono con la distribuzione moderna degli orsi polari (Fig. 2E). Tra i siti significativi dell’Olocene tardivo si annoverano il sito di Walakpa nell’estremo nord dell’Alaska con un MNI di 20 (Stanford, 1976; Murray, 2008), e l’isola di Vaygach nell’arcipelago della Novaya Zemlya e Capo Vhodnoy vicino al delta del fiume Pechora, che rappresentano i due siti di ritrovamento fossile di orsi polari olocenici più occidentali in Eurasia (Pitulko, 1991; Boeskorov et al., 2018).
Il confronto dei risultati indica che le variazioni nell’areale distributivo dell’orso polare durante l’Olocene hanno seguito le tendenze delle temperature artiche e delle variazioni dell’estensione del ghiaccio marino. Questo è evidenziato dalla presenza dell’orso polare fino a latitudini meridionali quali 56°N durante il Tardo Glaciale in Scandinavia, periodo in cui il clima era comparabile al clima odierno dell’Artico inferiore (Fig. 1A). Analogamente, la contrazione dell’areale dell’orso polare dall’Olocene Iniziale fino al suo minimo durante il Massimo Termico dell’Olocene (HTM), e la successiva espansione graduale nel corso del Tardo Olocene, sembrano correlate alle variazioni climatiche e all’estensione del ghiaccio marino. Benché non sia ancora noto dove la specie abbia trovato rifugio durante i millenni più caldi dell’Olocene, i fossili rinvenuti nella Groenlandia settentrionale e sull’Isola di Zhokhov tra 9.000 e 8.000 anni fa e a Nuulliit nella Groenlandia nord-occidentale circa 5.700 anni fa suggeriscono che l’orso polare possa essere sopravvissuto lungo i confini del bacino Artico nella parte più settentrionale della Groenlandia, nell’arcipelago artico canadese elevato, a Svalbard e negli arcipelaghi siberiani settentrionali, dove è probabile che il ghiaccio marino fosse ampiamente diffuso, consentendo alla specie di adottare habitat e strategie di caccia sul ghiaccio marino similari a quelli attuali.Esistono anomalie dell’Olocene Medio che si discostano da questa generale congruenza tra clima, ghiaccio marino e areale dell’orso polare, come indicato dai fossili provenienti dalle isole Aleutine e Pribilof. Fossili di foca anulare (Pusa hispida), preda principale dell’orso polare, sono abbondanti negli stessi depositi dei fossili dell’orso polare (Knecht et al., 2001), suggerendo che gli orsi polari che vivevano sull’isola di St. Paul e Unalaska potrebbero non aver dipenduto esclusivamente dalla presenza di ghiaccio marino per cacciare, ma piuttosto avrebbero potuto sfruttare le eccezionalmente abbondanti colonie di foche locali. Sebbene le foche anulari siano considerate specie obbligate al ghiaccio (Moore e Huntington, 2008), è stato osservato un comportamento di sbarco a terra in assenza di ghiaccio marino (Lydersen et al., 2017). In alternativa (o in aggiunta), gli orsi polari di queste isole potrebbero aver predato animali diversi dalle foche, dato che sono state osservate risposte comportamentali che indicano caccia e foraggiamento terrestri in diverse popolazioni di orsi polari attuali nell’Artico (Rode et al., 2014, 2015a; Hamilton et al., 2017; Stempniewicz, 2017; Ware et al., 2017). Sebbene la riconfigurazione adattativa sia stata considerata fondamentale per la sopravvivenza degli orsi polari in un Artico più caldo (Rode et al., 2014, 2015a), il numero di orsi osservati che attualmente ricorrono a fonti alimentari alternative è stato finora basso. Inoltre, tendenze negative generalmente osservate nella massa corporea e nella dimensione delle popolazioni suggeriscono che gli habitat terrestri offrono risorse alimentari limitate o di bassa qualità (Rode et al., 2015b). Queste strategie possono portare anche a una sovrasfruttamento delle risorse e a catene di estinzione (Gilljam et al., 2015). Tuttavia, meccanismi simili potrebbero anche spiegare la sopravvivenza dell’orso polare durante l’interglaciale Eemiano, 130-115 mila anni fa (un fossile a Svalbard (Alexanderson et al., 2013)), quando le temperature estive nell’Artico erano fino a 7-8°C superiori rispetto ai livelli attuali (membri della comunità NEEM, 2013). Pertanto, sebbene il nostro studio evidenzi una generale congruenza tra l’areale dell’orso polare con il ghiaccio marino e il clima, le popolazioni di orsi polari hanno dimostrato la capacità di una resilienza prolungata in condizioni insolite, come osservato nella loro persistenza in certe ambientazioni insulari nonostante una ridotta estensione del ghiaccio marino. Ciò richiede un’attenta considerazione di tutti i meccanismi che influenzano questa specie nell’anticipare il suo futuro in un Artico più caldo. Evidenzia inoltre la necessità di proteggere rifugi speciali per gli animali sotto pressione ecologica.
La Figura 2 è composta da una serie di sei mappe che illustrano la distribuzione dei fossili di orso polare e la variabilità del ghiaccio marino estivo nel corso dell’Olocene, che è un periodo geologico iniziato circa 11.700 anni fa e che prosegue fino ai giorni nostri.
Le mappe sono così organizzate:
- A-E) Ogni mappa da A a E rappresenta un diverso intervallo temporale nell’Olocene, specificatamente: 10–8 ka, 8–6 ka, 6–4 ka, 4–2 ka e 2–0 ka, dove “ka” sta per kiloanni, ovvero migliaia di anni.
- F) La mappa F mostra la situazione attuale, definita come “PRESENT”.
Ecco una spiegazione dettagliata degli elementi presenti nelle mappe:
- Linea tratteggiata rossa: Indica l’estensione del ghiaccio marino estivo. Questa delimitazione si riferisce al ghiaccio persistente per più di sei mesi e si basa su dati satellitari moderni disponibili attraverso il National Snow and Ice Data Center (NSIDC).
- Poligono ombreggiato: Mostra l’attuale areale dell’orso polare come definito dall’International Union for Conservation of Nature (IUCN). È rappresentato in tutte le mappe per fornire un riferimento costante rispetto ai dati fossili e alle estensioni del ghiaccio.
- Contorni del ghiaccio glaciale: Illustrano le estensioni storiche del ghiaccio glaciale nel Nord America (NAIS) e in Eurasia, ottenuti rispettivamente da Dalton et al. (2020) e Hughes et al. (2016). Per l’Eurasia dopo 10 ka, sono mostrati i contorni del ghiaccio glaciale inferiti a 10 ka fino a 4 ka, e per periodi più recenti è mostrato il ghiaccio glaciale attuale nelle aree di Svalbard, Terra di Francesco Giuseppe, Novaya Zemlya e Severnaya Zemlya. Questo segue le rilevazioni di Solomina et al. (2015), che hanno registrato un’estensione glaciale inferiore a quella attuale fino a circa 4-5 ka, seguita da un aumento.
- Variazioni nei contorni del ghiaccio glaciale NAIS: Sono rappresentate per ciascun periodo di 2000 anni, con i contorni più antichi che coprono estensioni maggiori e quelli più recenti che coprono estensioni minori, in linea con i cambiamenti nel clima e nell’estensione dei ghiacci.
- Dati di base per le mappe: Provengono dal file vettoriale “Land” (1:50 m) e dalla griglia “Graticules” del Natural Earth, che sono set di dati cartografici di pubblico dominio.
- Proiezione della mappa: WGS 84/IBCAO Polar Stereographic, una proiezione specificamente adattata per le regioni polari.
In conclusione, queste mappe servono a illustrare la relazione temporale e spaziale tra l’habitat dell’orso polare (come indicato dai fossili) e il ghiaccio marino nel corso di migliaia di anni. Dimostrano che l’areale dell’orso polare ha subito variazioni significative in risposta ai cambiamenti climatici e dell’estensione del ghiaccio marino. Queste informazioni sono cruciali per comprendere come gli orsi polari abbiano reagito a tali cambiamenti in passato, fornendo intuizioni importanti per la conservazione della specie di fronte al riscaldamento globale e alla riduzione del ghiaccio marino attuali.
Finanziamenti H.S. ha ricevuto finanziamenti dall’Accademia di Finlandia (progetti n. 275969 e 316702). Un Fellowship Indipendente per la Ricerca sull’Ambiente Naturale del Natural Environment Research Council (NE/L011859/1) ha finanziato il contributo di M.M.-F. M.S.S. ringrazia per il finanziamento ricevuto dal Fondo Indipendente per la Ricerca in Danimarca (numeri di sovvenzione 30 7014-00113 B (G-Ice) e 0135-00165 B (GreenShelf)) e dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea sotto l’accordo di sovvenzione n. 869383 (ECOTIP). BC ha ricevuto finanziamenti dal Programma di Ricerca e Sviluppo sul Clima dello USGS e dal NSF Grant #2110923.
Contributi degli Autori H.S. e M.M.F. hanno ideato e avviato il progetto. Tutti gli autori hanno partecipato alla raccolta dei dati. H.S. ha redatto l’articolo con contributi di tutti gli autori. Interessi competitivi: Gli autori dichiarano l’assenza di interessi competitivi. Disponibilità di dati e materiali: Tutti i dati sulla distribuzione dell’orso polare sono disponibili nel testo principale o nei materiali supplementari.