Presenza precoce del castoro (Castor fiber L.) negli Scandes supporta condizioni più calde rispetto al presente e un paesaggio montano frammentato, ricco di alberi.

https://www.arcjournals.org/pdfs/ijrg/v7-i1/1.pdf

Riassunto: Il recupero climatico successivo alla Piccola Età Glaciale degli ultimi cento anni circa ha indotto cambiamenti significativi nel paesaggio alpino elevato. Per esempio, il limite superiore degli alberi alpini si è elevato e i ghiacciai/lastroni di ghiaccio si sono ritirati. Attraverso il processo menzionato per ultimo, resti megafossili di diverse specie arboree boreali sono stati esposti per la prima volta da quando furono sepolti da neve e ghiaccio millenni fa. Evidentemente, i resti in questione rappresentano enclavi arboree in circhi glaciali privi di ghiaccio. In questi contesti, sono stati segnalati ritrovamenti di megafossili di Pinus sylvestris, con tracce di essere stati rosicchiati dal castoro (Castor fiber L.) in diversi siti nel nord della Svezia. Questi datano a 9500-9300 anni cal. BP e si trovano a 500-400 m al di sopra degli attuali limiti degli alberi. La natura dettagliata di questi avamposti “forestali” è stata in gran parte sconosciuta, sebbene i macrofossili indichino un sottobosco di affinità boreale contemporanea. La presenza del castoro, un abitante forestale obbligato, rafforza ulteriormente l’inferenza di un carattere forestale autentico con un’alta biodiversità di questi isolati arborei. La presenza precoce del castoro negli Scandes solleva interrogativi sulle vie di immigrazione postglaciale.

INTRODUZIONE Il riscaldamento climatico successivo alla Piccola Età Glaciale e la conseguente contrazione dei ghiacciai e delle chiazze di ghiaccio hanno aperto una nuova prospettiva sul passato della composizione vegetazionale e faunistica delle alte montagne, nonché sull’utilizzazione umana dell’antico paesaggio montano (Schlüchter & Jörin 2004; Benedict et al. 2008; Nesje et al. 2011; Reckin 2013; Koch et al. 2014; Kullman & Öberg, 2020a). Negli Scandes svedesi, le estati (J.J.A.) hanno registrato un aumento delle temperature di 1,7 °C nel periodo 1901-2020 (Kullman & Öberg 2020b). Questo trend di cambiamento ha portato alla disgregazione di ghiacciai e chiazze di ghiaccio perenni (Lundqvist 1969; Holmlund et al.1996; Lindgren & Strömgren 2001), liberando così materiale legnoso antico, i cosiddetti megafossili. Questi residui rappresentano vecchi popolamenti arborei, successivamente estirpati e sepolti da neve e ghiaccio per molti millenni. Durante l’attuale fase di riscaldamento degli ultimi circa 100 anni, i resti megafossili di alberi (tronchi, rami, radici e coni) stanno venendo alla luce verso la fine dell’estate nelle aree antistanti molti ghiacciai svedesi e chiazze di ghiaccio perenni, come precedentemente riportato e discusso (Öberg & Kullman 2011; Kullman & Öberg 2013, 2015). Da questi studi emerge che gli attuali siti di ghiacciai e chiazze di ghiaccio, situati 400-700 metri sopra l’attuale limite degli alberi, ospitavano popolamenti arborei dell’inizio dell’Olocene di molte specie arboree e di copertura del suolo boreali oggi prevalenti nel nord della Scandinavia. Inoltre, una specie regionalmente estinta, vale a dire Larix sibirica, è stata ritrovata in queste circostanze. Inoltre, gli studi menzionati hanno fornito prove della presenza nel primo Olocene di Picea abies (Kullman 2018), da lungo tempo considerata un’immigrata più recente dall’est. In questo contesto, vengono riportati e discussi specifici morfotipi di resti megafossili arborei. L’attenzione è focalizzata in particolare sui tronchi antichi con segni caratteristici di essere stati rosicchiati dal castoro (Castor fiber L.). Questi ritrovamenti aggiungono dettagli per articolare le implicazioni climatiche e vegetazionali della narrazione esistente sui megafossili dagli stessi siti, come esplorato in precedenti studi sulle storie degli alberi postglaciali e sui cambiamenti climatici (Öberg & Kullman 2011; Kullman & Öberg 2013, 2015; 2020a,b; Kullman 2017).

2. AREE DI STUDIO Questo studio si concentra su due aree degli Scandes nel nord della Svezia (Fig.1). La prima è il ghiacciaio Kårsaglaciären nella Lapponia settentrionale e la seconda comprende i ghiacciai Tärnaglaciären e Murtserglaciären nella Lapponia meridionale. Descrizioni dettagliate delle loro ubicazioni e delle storie arboree postglaciali e contemporanee sono fornite dalle ultime sei referenze citate.
3. Kårsaglaciären (68° 18´N; 18° 20´E) si trova sul versante esposto a est del Monte Kårsatjåkka (Fig. 2A). Negli ultimi 100 anni, il fronte inferiore si è spostato verso monte da 810 a 965 m s.l.m., liberando un campo proglaciale di circa 1 km di lunghezza dal ghiaccio. Entro la fine dell’estate, quest’area è “cosparso” di megafossili di varie specie, recentemente esposti dal ritiro del margine glaciale. Questi resti di precedente crescita arborea, situati ben al di sopra degli attuali limiti degli alberi, datano tra 11760 e 5900 anni cal. BP, periodo che incornicia approssimativamente l’assenza postglaciale o la notevole riduzione delle dimensioni del ghiacciaio fino all’inizio del Neoglaciale olocenico tardivo. Il limite attuale più vicino degli alberi di pino è a 520 m s.l.m. (Kullman 2015)
4. Tärnaglaciären (65° 51´N; 15° 36´E) è situato in un circo con esposizione sud-orientale del Monte Murtsertjåkke (Fig. 2B). Il ritiro del fronte inferiore si estende da 1070 a 1240 m s.l.m., equivalente a un innalzamento totale di 170 m negli ultimi 100 anni. Al di sotto del fronte, si estende una vasta e semi-permanente chiazza di neve/ghiaccio fino a uno stagno di fusione proglaciale a 1070 m s.l.m. Megafossili di diverse specie sono stati recuperati nei campi proglaciali e variano tra 11200 e 4480 anni cal. BP.
5. Murtserglaciären (65° 49´N; 15°14´E) è un ex piccolo ghiacciaio sul versante esposto a est del Monte Murtsertjåkke, circa 2 km a sud di Tärnaglaciären (Fig. 2C). Il suo margine inferiore si trova a circa 1390 m s.l.m. Oggi, dopo un secolo di significativo assottigliamento e di un ritiro frontale insignificante, si è trasformato in una chiazza di ghiaccio. Megafossili di pino e betulla sono datati tra 9195 e 5900 anni cal. BP.

La Figura 1 è una mappa schematica che illustra la posizione geografica delle aree di studio all’interno della regione della Lapponia nel nord della Svezia, come parte di uno studio sul cambiamento climatico e glaciologico. Sono evidenziate due località specifiche di interesse:

1. Kårsaglaciären: Indicato con il numero “1” sulla mappa, questo punto localizza il ghiacciaio Kårsaglaciären, che si trova sul versante orientato a est del Monte Kårsatjåkka. Questa posizione è significativa per lo studio dei cambiamenti dei ghiacciai e degli ambienti arborei postglaciali.
2. Tärna: Contrassegnato con il numero “2”, questo punto sembra riferirsi all’area generale dei ghiacciai Tärnaglaciären e Murtserglaciären nella Lapponia meridionale. Non è chiaro se “Tärna” si riferisca a una delle due località specifiche del ghiacciaio o a una regione che include entrambi i ghiacciai.

La mappa include le contornature di Svezia, Norvegia e Finlandia per fornire un contesto geografico e mostrare la posizione relativa delle aree di studio all’interno del nord della Scandinavia. Non sono presenti altre annotazioni topografiche o di scala, suggerendo che lo scopo della mappa è puramente quello di localizzare le aree di studio in relazione ai confini nazionali e tra loro, piuttosto che fornire dettagli topografici o misure di scala precise.

le immagini mostrate nella Figura 2 forniscono una panoramica visiva degli habitat glaciali oggetto di studio, completi di bacini di acque di fusione adiacenti. I dettagli forniti implicano che tali siti sono stati esaminati per studiare la presenza di resti arborei fossili, megafossili, che si trovano ai livelli altitudinali rappresentati e anche più in alto lungo i pendii.

A. Kårsaglaciären: Questa fotografia documenta il ghiacciaio Kårsaglaciären come appariva il 12 settembre 2013. Il ghiacciaio si mostra con la sua fronte di ablazione, dove il ghiaccio si ritira e si scioglie, formando un bacino proglaciale, o stagno di fusione, alla sua terminazione. Il processo di fusione e il ritiro del ghiacciaio sono indicatori di cambiamenti climatici e ambientali. L’accumulo di materiale organico e inorganico può essere evidenziato dalla presenza di megafossili, che emergono a causa della regressione del ghiaccio.

B. Tärnaglaciären: Quest’immagine, scattata il 28 agosto 2012, mostra una vista del ghiacciaio Tärnaglaciären, posizionato all’interno di un circo glaciale. Il terreno circostante, parzialmente privo di neve e ghiaccio, rivela processi di ablazione. L’immagine mostra anche la presenza di uno stagno di fusione glaciale, formatosi dall’acqua derivante dallo scioglimento del ghiaccio. Tale stagno è un elemento significativo per la comprensione del bilancio idrico del ghiacciaio e delle interazioni tra ghiaccio, clima e paesaggio.

C. Murtserglaciären: La fotografia mostra il ghiacciaio Murtserglaciären, anch’esso catturato il 28 agosto 2012. Questa località presenta una copertura glaciale ridotta rispetto alla precedente, suggerendo un avanzato stato di fusione o un ghiacciaio in fase di ritirata. La presenza di uno stagno di fusione anche qui indica l’importanza dell’acqua prodotta dalla fusione del ghiaccio nella modellazione del paesaggio.

In tutte e tre le immagini, i corpi idrici formati dall’acqua di fusione glaciale si trovano in stretta prossimità dei fronti proglaciali che si sono recentemente liberati dal ghiaccio. Questi ambienti sono di fondamentale importanza per la comprensione delle dinamiche glaciali e per studiare le risposte degli ecosistemi al riscaldamento climatico. I megafossili arborei esposti forniscono informazioni preziose sulla composizione della vegetazione e sul clima del passato, contribuendo a ricostruire la storia paleoambientale della regione.

3. RISULTATI

In totale, sono stati recuperati tre resti megafossili di alberi di pino (Pinus sylvestris L.) che presentano segni caratteristici di rosicchiamento da parte del castoro europeo (Castor fiber L.), osservabili dall’aspetto generale e dai solchi lasciati dai denti, nei campi proglaciali di ghiacciai o lastroni di ghiaccio in fase di ritirata nella Lapponia svedese. Tutti i reperti risalgono all’inizio dell’Olocene, tra 9530 e 9190 anni calibrati BP, e sono stati trovati in siti situati tra 380 e 520 metri più in alto rispetto agli attuali limiti degli alberi delle rispettive specie. Questi siti sono inoltre in prossimità di stagni di fusione glaciale posizionati nei bassi campi proglaciali. Tutti i campioni ritrovati rappresentano esemplari di alberi di dimensioni medie. È improbabile che tali reperti siano stati conservati in situ; appare più verosimile che siano stati dislocati dalle loro originarie posizioni di crescita più elevate a causa dell’azione dei corsi d’acqua di fusione o di valanghe di neve.

La Tabella 1 fornisce le date al radiocarbonio di resti di pino subfossili che mostrano segni di essere stati rosicchiati da castori (Castor fiber L.). La datazione al radiocarbonio è un metodo scientifico utilizzato per determinare l’età di resti organici antichi misurando la quantità di carbonio-14 (un isotopo radioattivo del carbonio) rimasta nei campioni. Le date sono esposte in anni radiocarbonio prima del presente (BP) e calibrate in anni prima del presente (cal yr BP), utilizzando curve di calibrazione per correggere le variazioni naturali nella percentuale di carbonio-14 nell’atmosfera nel tempo.

La tabella elenca tre siti di ritrovamento, ciascuno con la propria datazione al radiocarbonio, l’età calibrata corrispondente, l’elevazione sul livello del mare del ritrovamento (in metri), l’elevazione relativa (la differenza di altezza rispetto all’attuale limite degli alberi, anch’essa in metri), e il codice del laboratorio che ha eseguito la datazione al radiocarbonio.

Ecco una spiegazione dettagliata dei dati della tabella:

• No. sito: Questa colonna numera i siti da 1 a 3, per riferimento.
• Anni ¹⁴C BP: Questa è la datazione al radiocarbonio in anni prima del presente, con un margine di errore espresso tra parentesi.
• Intersezione cal. anni BP: L’età calibrata in anni prima del presente, che corrisponde alla datazione al radiocarbonio dopo la correzione con le curve di calibrazione.
• Elevazione m s.l.m.: L’altezza del sito in metri sul livello del mare.
• Elevazione rel. m: La differenza in metri tra l’elevazione del sito e l’attuale limite degli alberi della stessa specie.
• Codice lab.: Il codice identificativo del laboratorio che ha effettuato l’analisi del radiocarbonio.

Le fonti citate nella tabella forniscono il contesto e la metodologia per questi dati. Gli anni calibrati BP danno una stima più accurata dell’età dei resti considerando le fluttuazioni storiche dei livelli di carbonio-14 atmosferico. Questi dati sono cruciali per ricostruire l’ambiente storico e i modelli di vegetazione durante l’epoca specificata.

La Figura 3 presenta una serie di fotografie di resti megafossili di alberi di pino (Pinus sylvestris) che mostrano segni di essere stati tagliati da castori (Castor fiber). Questi reperti sono stati sottoposti a datazione con il metodo del radiocarbonio, e le date risultanti sono state calibrate in anni prima del presente (cal yr BP), fornendo un punto di riferimento cronologico per la storia ecologica della regione.

Le immagini A e B raffigurano il Sito 1, con resti di alberi datati a 9280 anni calibrati BP. Si nota che questi resti si trovano a un’altitudine di 420 metri più elevata rispetto all’attuale limite di crescita degli alberi di pino nella zona, indicando che durante l’inizio dell’Olocene, il limite della foresta di pino si estendeva a quote più alte di quelle odierne, suggerendo condizioni climatiche più calde e/o umide che supportavano la crescita degli alberi a tali elevazioni.

L’immagine C mostra il Sito 2, dove i resti fossili sono stati datati a 9435 anni calibrati BP e si trovano a 380 metri oltre l’attuale treeline locale. Questo, simile al Sito 1, implica che anche qui, l’ambiente passato permetteva la sopravvivenza dei pini a un’altitudine significativamente più alta rispetto a quella attuale.

Infine, l’immagine D illustra il Sito 3, con un tronco datato a 9190 anni calibrati BP, posizionato 520 metri al di sopra del limite attuale degli alberi di pino. Il tronco in questione appare sollevato dalla sua posizione originale, probabilmente a seguito di processi geologici o di erosione. Il reperto è in parte sepolto sotto un manto di muschio che sta erodendo, indicando che il legno è stato esposto dopo un lungo periodo di copertura.

Complessivamente, la Figura 3 fornisce una testimonianza visiva diretta dell’estensione passata delle foreste di pino e dell’attività dei castori in altitudini che oggi sono prive di alberi, offrendo importanti informazioni sull’ecologia storica, i cambiamenti climatici e le dinamiche di vegetazione in questi ambienti di alta quota.

La Figura 4 illustra due diversi campioni di torba che sono stati erosi dall’area sotto un ghiacciaio, ognuno dei quali fornisce prove della vegetazione e delle condizioni climatiche preesistenti.

A. “Palla di torba”: La foto A mostra un aggregato sferico di torba, comunemente definito “palla di torba”, che è stato trasportato dal flusso di fusione del ghiacciaio. Questo campione è ricco di macroresti di piante, includendo sia piante vascolari che briofite, le quali sono rappresentative della flora attuale tipica del sottobosco delle foreste boreali settentrionali. L’analisi di un campione ampio di questa torba, con inclusi i suoi contenuti vegetali, ha prodotto una datazione di 5175 anni calibrati prima del presente. Questa datazione indica che, in quel periodo storico, le dimensioni del ghiacciaio erano inferiori rispetto a quelle odierne, e che il pavimento forestale era caratterizzato da una biodiversità elevata. Questo reperto è stato fotografato in prossimità di un lastrone di ghiaccio vicino al Tärnaglaciären, a un’altitudine di 1115 metri sul livello del mare, il 22 settembre 2012.

B. “Torta di torba”: La foto B ritrae un campione di torba piatto e esteso, datato a 3890 anni calibrati prima del presente. Questo campione non contiene resti di alberi e si ipotizza che sia stato depositato poco prima dell’inizio della crescita del ghiacciaio, un evento conosciuto come “inception glaciale”. Il campione è stato prelevato dal Tärnaglaciären a un’altitudine di 1075 metri sul livello del mare, il 20 agosto 2010.

Questi campioni di torba sono indicatori eccezionalmente preziosi della storia ambientale, poiché la loro composizione può rivelare informazioni sulla vegetazione, il clima e le condizioni ecologiche di quando erano depositi viventi. La presenza di torba e dei macroresti di piante in essi conservati suggerisce che l’area era un tempo un ecosistema forestale prima di essere inghiottita dall’avanzamento glaciale. Tali reperti sono quindi utili per gli studi paleoambientali, permettendo agli scienziati di ricostruire le comunità vegetali passate e di inferire le condizioni climatiche di migliaia di anni fa.

4. DISCUSSIONE Conformità delle Rimanenze Megafossili di Pino con la Crescita degli Alberi nell’Early Holocene a Elevate Altitudini

Le rimanenze megafossili di pino si allineano alla visione generale della crescita di alberi di differenti specie a elevazioni molto superiori rispetto all’attualità, implicando di conseguenza un clima sostanzialmente più caldo. Chiaramente, i circhi glaciali liberi da ghiaccio offrivano condizioni favorevoli alla crescita per alberi boreali e altre piante, in termini di insolazione, umidità, riparo dal vento e accumulo di propaguli (Kullman & Öberg 2020a,b). In tutti i siti esaminati, sono stati rinvenuti megafossili di varie specie arboree in posizioni più elevate e in periodi precedenti rispetto a quanto indicato dai fusti morsi dai castori presentati in questo studio. Ciò suggerisce che le temperature estive dell’Early Holocene potrebbero essere state almeno 3°C più calde rispetto all’inizio del XXI secolo (Kullman & Öberg 2013).

Il pino non è la specie preferita dai castori per la costruzione o il foraggiamento. Dunque, la limitata utilizzazione di questa specie può essere un indicatore della sua predominanza nell’ecotono al limite degli alberi (Kullman 2013), o semplicemente il risultato di un campione piccolo e non rappresentativo. Infatti, in questi habitat sono stati documentati megafossili di alberi e arbusti più appetibili, come Sorbus aucuparia, Alnus incana, Populus tremula, Salix spp. (Kullman & Öberg 2013).

Oltre a Pinus, gli assemblaggi arborei dell’Early Holocene in queste enclave, situati 400-700 metri al di sopra delle attuali linee degli alberi, includevano macrofossili di Betula pubescens ssp. czerepanovii, Picea abies, Larix sibirica, Sorbus aucuparia, Alnus incana, Populus tremula. Fra questi, Larix e Picea erano stati considerati, attraverso l’analisi pollinica tradizionale, assenti nell’ecotono al limite degli alberi del tardo glaciale e dell’Early Holocene nelle Scandes (ad esempio, Huntley & Birks 1983), benché questa visione sia stata invalidata da Kullman (2008, 2018; Paus et al. 2011).

Le analisi dei macrofossili vegetali contenuti nelle “sfere di torba” erose dall’acqua di fusione sotto il manto di ghiaccio presso i cosiddetti “siti di castoro” (Fig. 4) hanno rivelato che un tappeto forestale con affinità alla taiga montana odierna prevaleva in associazione con gli alberi dell’Early Holocene. In questi luoghi, il ghiaccio dei ghiacciai e le chiazze di neve/ghiaccio perenni si sono formate durante il Neoglaciale, subito dopo circa 4000 anni cal. BP, sigillando così questo archivio di copertura vegetale per i millenni a venire (Fig. 5). Le specie caratteristiche della copertura del suolo in questi primi esclusi arborei erano Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea, Empetrum hermaphroditum, Betula nana, Calluna vulgaris, Arctous alpina, Salix herbacea, Salix spp., Juniperus communis, Ledum palustre (Kullman & Öberg 2013). La presenza del castoro, un abitante obbligato della foresta, storicamente è stata confinata ad aree con abbondanza di alberi e arbusti e con corpi d’acqua leggermente ghiacciati durante l’inverno (Tape et al. 2018). Di conseguenza, i recenti ritrovamenti di attività di castoro sostengono ulteriormente l’ipotesi di comunità forestali discrete e disperse, ricche di specie e ad alta produttività, in circhi glaciali vuoti di ghiaccio, situati ben al di sopra delle attuali posizioni del limite degli alberi (Kullman & Öberg 2020a, b). Si presume che questi habitat abbiano offerto condizioni di crescita particolarmente favorevoli per una flora arborea e di copertura del suolo diversificata, differente dalle circostanti tundre alpine più povere e comuni, dominanti nella maggior parte del paesaggio di alta montagna durante l’Early Holocene. Per inferenze più dettagliate in questo senso, si rimanda a Öberg & Kullman (2011). Tutto ciò è avvenuto durante la fase più calda dell’Early Holocene, 9000-9500 anni fa, un periodo di estesa diffusione degli alberi ad alte elevazioni (Kullman 2013; Kullman & Öberg 2020).

È plausibile che questi primi enclavi forestali ad alta quota, ricchi di specie, abbiano agito come nodi di dispersione nel contesto della propagazione verso valle di alberi e altre specie vegetali durante l’Early Holocene (Kullman 2001, 2008; Väliranta et al. 2011). In maniera analoga, dati provenienti dal nord-ovest dell’Alaska hanno datato la presenza di castori in aree attualmente classificate come tundra, intorno agli 8000 anni cal. BP. Questo corrisponde anche a un clima più caldo dell’attuale con linee di alberi più estese (McCulloch & Hopkins 1966).

La sorprendentemente precoce presenza dei castori riveste un particolare interesse in termini di immigrazione e diffusione della biota successiva alla generale deglaciazione della Scandinavia settentrionale. Durante l’Early Holocene, con un livello più elevato del Mar Botnico a est, le insenature incise si estendevano più profondamente verso ovest nella penisola scandinava. Ciò potrebbe aver facilitato la diffusione acquatica di alcune piante e animali verso ovest (cfr. Kolstrup 2007; Kolstrup & Olsen 2012; Kullman in pubblicazione). D’altro canto, la diffusione faunistica di vertebrati dall’ovest è considerata una possibilità, stando ai paleoregisti di, per esempio, lo Scoiattolo Rosso (Sciurus vulgaris) lungo la costa norvegese, datati tra gli 11.500 e i 10.400 anni ¹⁴C prima del presente (Larsen et al. 1987).

5. CONCLUSIONE Conseguenze del Riscaldamento Climatico sul Ritiro dei Ghiacciai e Ritrovamenti di Megafossili Arborei nelle Scandes Svedesi

• Il riscaldamento climatico degli ultimi 100 anni ha indotto un marcato ritiro dei ghiacciai e delle chiazze di ghiaccio permanente nelle Scandes svedesi.
• Sono stati esposti megafossili di differenti specie arboree nei campi proglaciali dei ghiacciai e delle chiazze di neve in ritirata.
• Questi fossili spaziano in età da circa 11.700 a 4.000 anni calibrati BP, periodo durante il quale le temperature erano fino a 3 °C superiori rispetto a oggi e le linee degli alberi si trovavano 500-700 metri sopra i livelli attuali.
• Come particolarmente evidenziato in questo studio, alcuni megafossili presentavano segni di essere stati rosicchiati da castori (Castor fiber L.), abitanti obbligati delle foreste. I campioni interessati variano in età tra 9530 e 9190 anni calibrati BP.
• Questi ritrovamenti, insieme ai campioni contemporanei di macrofossili di specie comuni di piante di copertura del suolo, arricchiscono la comprensione della struttura forestale degli enclavi arborei primordiali, dedotta dai megafossili arborei.
• Queste “datazioni di castoro” rappresentano le più antiche nelle Scandes svedesi e sollevano interrogativi riguardanti le vie di immigrazione post-glaciale. Questo aspetto è esplorato in maniera preliminare.