Studio del sapropel S5 della carota M25/4-12 (Mar Ionio) mediante l'analisi dell'associazione a foraminiferi planctonici

RIASSUNTO Il lavoro di tesi ha analizzato in dettaglio il sapropel S5 (carota M25/4-12) depositatosi nel Mar Ionio durante l'ultimo interglaciale (MIS 5e) e datato 128-121 ka. I sapropel, livelli ricchi di materiale organico, si sono formati e depositati a seguito dello spostamento verso nord della zona di interconvergenza africana, che causa maggiori precipitazioni nel bacino idrografico del Nilo e che determinano un maggior apporto di acqua dolce nel Mediterraneo orientale. La presenza di grandi quantità di acqua dolce causa una più accentuata stratificazione dell'acqua, che impedisce la circolazione delle masse d'acqua profonde. Questa circolazione limitata crea condizioni anossiche sul fondale, che impediscono la vita bentonica e permette la preservazione della materia organica. Il modello di età del record sedimentario è stato costruito utilizzando le età di tre livelli di tefra e confrontando i risultati con dati di letteratura. Le analisi geochimiche sono state eseguite su tre livelli vulcanici: nei sedimenti ossidati pre-sapropel a 650 cm di profondità, è stato individuato un livello vulcanico di composizione riolitica, che corrisponde ad una pantellerite datata 133,5 ka. I livelli di tefra C-36 e C-35, a 615 e 605 cm di profondità (in questo sapropel), le cui sorgenti potrebbero individuarsi nella Provincia Romana o nella Provincia Campana, sono datati rispettivamente 123 ka e 121,5 ka. Con uno studio combinato, in cui sono state considerate le età dei tefra, della base e del top del sapropel e dei picchi delle curva isotopica di Globigerinoides ruber è stato possibile creare un age model e il tasso di sedimentazione del record studiato. Il tasso medio di sedimentazione e la risoluzione media che sono stati calcolati all'interno del sapropel corrispondono rispettivamente a 3,28 cm/1000 anni e a 304 cm/anno. Le ricostruzioni paleoambientali sono basate sullo studio dell'associazione a foraminiferi planctonici (frazione >150 μm) e sull’ecologia delle specie più importanti quali Globigerinoides ruber, Neogloboquadrina incompta, Neogloboquadrina dutertrei, Globigerinoides sacculifer, Globorotalia inflata, Globorotalia scitula, Globogerinita glutinata, Globigerinella siphonifera, Orbulina universa. Sulla base delle condizioni ecologiche e della presenza/assenza della specie, sono stati identificati 3 periodi diversi nell'intervallo del sapropel. All'inizio del sapropel, un periodo più caldo è testimoniato dall'aumento delle specie tropicali/subtropicali e dalla diminuzione delle specie subpolari. Il periodo centrale è caratterizzato da una più debole stratificazione della colonna d'acqua (scomparsa di G. trilobus e G. sacculifer) e un contrasto stagionale più forte, mentre il periodo finale del sapropel è caratterizzato da un aumento della produttività primaria (aumento dei taxa erbivori), che indica una maggiore stratificazione dell'acqua. Le più elevate temperature dell'acqua superficiale hanno caratterizzato l'intero intervallo di sapropel, confermato anche dai valori negativi della curva δO18 di G. ruber. Confrontando questi dati con quelli di altre carote raccolte nel Mediterraneo orientale, è possibile identificare le variazioni idrogeologiche locali legate alla deposizione di sapropel. ABSTRACT The aim of this thesis is to study the evolution of the sapropel S5 (core M25/4-12) deposited in the Ionian Sea, during the last interglacial (MIS 5e) and dated 128-121 ka. Sapropels, organic rich sediment layers, were formed and deposited following the northward shift of the African interconvergence zone, which causes more rainfall in the Nile river basin and which determines a greater contribution of freshwater in the Eastern Mediterranean. The presence of large quantities of freshwater causes a most accentuated stratification of the water, which prevents the circulation of deep-water masses. This limited circulation creates anoxic conditions on the sea floor, which prevents benthic life and allows the preservation of organic matter. The age model of the sedimentary record was constructed using the ages of three tephra and comparing the results with literature data. The geochemical analysis was performed on three volcanic levels: in the pre-sapropel oxidized sediments at 650 cm depth, a volcanic layer of riolitic corresponds to a pantellerite dated 133,5 ka. The sources of the levels of tephra C-36 and C-35, at 615 and 605 cm depth (in the sapropel layer), were identified in the Roman Province or in the Province of Campania, and dated 123 ka and 121.5 ka respectively. Using a multiproxies approach, considering the ages of the tephra, age of the bottom and top of the sapropel and peaks of the isotopic curves of Globigerinoides ruber, it was possible to construct the age model and to calculate the sedimentation rate. The average sedimentation rate and the average resolution was calculated within the sapropel corresponding respectively to 3.28 cm/1000 years and to 304 cm/year. Paleoenvironmental reconstructions are based on the study of planktonic foraminifera assemblages (fraction >150 μm) and on the ecology of the most important species such as Globigerinoides ruber, Neogloboquadrina incompta, Neogloboquadrina dutertrei, Globigerinoides sacculifer, Globorotalia inflata, Globorotalia scitula, Globogerinita glutinata, Globigerinella siphonifera, Orbulina universa. On the base of the ecological requirements and presence/absence of the species, 3 different periods were identified in the sapropel interval. At the beginning of sapropel, a warmer period is testified by the increase of tropical/subtropical species and a decrease of subpolar species. The central period is characterized by a weaker stratification of the water column (disappearance of G. trilobus and G. sacculifer) and stronger seasonal contrast and final period of the sapropel is characterized by an increase in primary productivity (increase of herbivorous taxa), which indicate a stronger stratification of the water. Higher surface water temperatures characterized the entire sapropel interval, also confirmed by the negative values of G. ruber's δO18 curve. Comparing these data with those of other cores collected in the Eastern Mediterranean, allow to identified local hydrogeological variations linked to the sapropel deposition