• (cryptotephra); ghiaccio marino
• (diatoms)
• (Edisto inlet); Mare di Ross
• (Ross sea); diatomee
• (sea ice)
• criptotefra
• Fiordo di Edisto

RIASSUNTO

Questa tesi si focalizza sullo studio delle associazioni fossile a diatomee della carota HLF17-01 e sullo studio dei foraminiferi utilizzati per le datazioni al 14C e dei criptotefra della carota IT17RS-GC3, al fine di ricostruire le variazioni paleoclimatiche e paleoambientali che hanno interessato l’area dell’Edisto Inlet negli ultimi duemilasettecento anni. Entrambe le carote sono state prelevate nel 2017 all’interno dell’Edisto Inlet, un piccolo fiordo lungo 15 km e ampio 4 km situato vicino a Cape Hallet, nella parte settentrionale del Mare di Ross Occidentale, in Antartide. Questo fiordo è caratterizzato da una spessa sequenza sedimentaria espansa, costituita da fango diatomaceo laminato, caratteristica che rende quest’area unica; infatti, qui gli ultimi duemilasettecento anni sono registrati da circa dieci metri di sedimenti, rendendo possibile lo studio micropaleontologico ad alta risoluzione.
È stato analizzato un intervallo di 1 cm ogni 10 cm, consentendo così di avere una risoluzione temporale ottimale per analizzare con maggiore precisione le variazioni ambientali del fiordo. L’analisi è stata svolta studiando le associazioni a diatomee valutandone le abbondanze relative, la tassonomia e la loro ecologia. Grazie all’identificazione dei parametri ecologici delle specie più abbondanti è stato possibile raggruppare le diatomee in tre gruppi principali, quelle di mare aperto, quelle di ghiaccio marino e quelle di acque stratificate. Proprio grazie a questa suddivisione e all’approccio multi-proxy utilizzato, la carota è stata suddivisa in sette diverse ecozone con l’intento di ricostruire il comportamento paleoambientale del fiordo.
Infatti, all’inizio dell’estate, quando si verifica la rottura del ghiaccio fisso, si ha il rilascio nelle acque di diatomee simpagiche, diatomee che vivono nella superficie inferiore del ghiaccio fisso, come ad esempio Synedriopsis spp. e Nitzschia stellata, e la fioritura di diatomee tipiche della zona marginale del ghiaccio marino, come Fragilariopsis curta e Fragilariopsis cylindrus, la cui deposizione porta alla formazione di lamine scure caratterizzate da un alto IPSO25 e da valori relativamente più positivi di δ13C. Al contrario, alla fine dell’estate il fiordo è privo di ghiaccio ed è caratterizzato da acque superficiali stratificate e povere di nutrienti dove Corethron pennatum diventa la specie dominante; la sua concentrazione è infatti particolarmente abbondante nelle lamine chiare caratterizzate da un basso IPSO25 e da valori relativamente più negativi di δ13C.
Inoltre, utilizzando delle misure al 14C AMS realizzate sul carbonato di calcio di foraminiferi bentonici (in particolare sulle specie Globocassiduina biora e Globocassidulina subglobosa) e attraverso l’identificazione di un criptotefra, è stato possibile costruire un modello di età della carota IT17RS-GC3 utilizzando la regressione lineare.
Tutto ciò ha permesso non solo il confronto dei dati ottenuti dallo studio delle associazioni a diatomee della carota HLF17-01 con altri proxies, quali IPSO25 e δ13C, ma anche il confronto tra le due carote e altre carote prelevate nel fiordo.
In conclusione, la storia evolutiva dell’Edisto Inlet è caratterizzata da un graduale raffreddamento, con conseguente aumento del periodo di copertura del ghiaccio, dai 2,6 ka fino agli 0,7 ka, dopo di che, dagli 0,7 ka in poi, l’aumento delle specie simpagiche e di ghiaccio marino, il basso tasso di sedimentazione (che varia, dal bottom al top, dagli 0,7 ai 0,2 cm/yr; questo cambio è evidenziato da una minor definizione della laminazione e da un colore più scuro del sedimento al top della carota) ,suggeriscono una presenza di ghiaccio marino che permane durante la stagione estiva e che copre l’intero fiordo.


ABSTACT

This thesis focuses on the study of the diatom fossil associations of the HLF17-01 core and the study of foraminifera (used for 14C dating) and cryptotephra from the IT17RS-GC3 core, to reconstruct the palaeoclimatic and palaeoenvironmental changes that have affected the Edisto Inlet area over the last two thousand seven hundred years. Both cores were collected in 2017 within the Edisto Inlet, a small fjord 15 km long and 4 km wide, located near Cape Hallet in the northern part of the Western Ross Sea in Antarctica. This fjord is characterised by a thick, expanded sedimentary sequence consisting of laminated diatomaceous mud, a feature that makes this area unique; in fact, the last two thousand years are recorded here by about ten meters of sediment, making high-resolution micropaleontological study possible.
An interval of 1 cm every 10 cm was analysed, thus allowing for an optimal temporal resolution to analyse environmental variations in the fjord. The analysis was carried out by studying diatom associations by assessing their relative abundances, taxonomy and ecologies. Thanks to the identification of the ecological parameters of the most abundant species, it was possible to group the diatoms into three main categories: those of open sea, those of sea ice and those of stratified waters. Thanks to this subdivision and the multi-proxy approach used, the core was divided into seven different ecozones with the aim of reconstructing the palaeoenvironmental behaviour of the fjord.
Indeed, at the beginning of summer, when the break-up of the fast ice occurs, there is the release into the waters of sympagic diatoms, diatoms that live in the lower surface of the fast ice, such as Synedriopsis spp. and Nitzschia stellata, and the blooming of diatoms typical of the marginal zone of the sea ice, such as Fragilariopsiscurta and Fragilariopsiscylindrus, the deposition of which leads to the formation of dark laminae characterised by a high IPSO25 and an relatively more positive values of δ13C. On the contrary, at the end of the summer, the fjord is devoid of ice and is characterised by stratified, nutrient-poor surface waters where Corethron pennatum becomes the dominant species; its concentration is in fact particularly abundant in the light laminae characterised by a low IPSO25 and relative more negative δ13C values.
Furthermore, using 14C AMS measurements made on the calcium carbonate of benthic foraminifera (the species Globocassiduina biora and Globocassidulinasubglobosa) and through the identification of a cryptotephra, it was possible to construct an age model of the IT17RS-GC3 core using linear regression. This allowed not only the comparison of the data obtained from studying the diatom association of the HLF17-01 core with other proxies, such as IPSO25 and δ13C, but also the comparison between the two cores and other cores taken in the fjord.
In conclusion, the evolutionary history of the Edisto Inlet is characterised by a gradual cooling, with a consequent increase in the ice cover period, from 2.6 ka up to 0.7 ka, after which, from 0.7 ka onwards, the increase in sympagic and sea-ice species and the low sedimentation rate (ranging from the bottom to the top of the core, from 0, 7 to 0.2 cm/yr; this change is recognisable by a lower definition of the lamination and a darker colour of the sediment) suggest a persistent presence of sea ice during the summer season and covering the entire fjord.