Svalbard: il grande archivio geologico dell’Artico

Le isole Svalbard, nell’Artico norvegese, sono spesso associate ai ghiacciai, agli orsi polari e alle lunghe notti invernali. Ma questo paesaggio spettacolare custodisce anche uno dei più straordinari archivi geologici del pianeta

Di Chiara Caricchi, Leonardo Sagnotti, Renata Giulia Lucchi e Caterina Morigi

La Geologia delle Svalbard permette di osservare quasi tutta la storia della Terra. Qui le rocce raccontano oltre 3 miliardi di anni di evoluzione geologica, dalla formazione di antiche catene montuose alle grandi glaciazioni che hanno modellato il paesaggio attuale. La scarsa copertura vegetale e l’intensa erosione dei ghiacciai rendono gli affioramenti particolarmente spettacolari e facilmente osservabili, tanto che le Svalbard sono un vero laboratorio naturale a cielo aperto.

Le rocce più antiche hanno un’età di circa 3,3 miliardi di anni e sono i resti di catene montuose formatesi dalla collisione di antichi continenti, ben prima della comparsa dei dinosauri.  Da allora l’arcipelago ha compiuto anche un lungo viaggio geografico. Circa 360 milioni di anni fa si trovava ancora in fascia tropicale. In seguito si è spostato lentamente verso nord fino a raggiungere le attuali latitudini artiche già nel Cretaceo, tra 145-65 milioni di anni fa.

Di questo lungo viaggio climatico restano tracce sorprendenti: due distinti episodi di formazione del carbone, fossili di pesci, coralli e persino rettili marini come ittiosauri e plesiosauri, e le celebri impronte di dinosauro scoperte nel 1960; la prima prova che i dinosauri avessero vissuto anche a latitudini polari. Non mancano infine tracce di attività vulcanica, con colate laviche e fratture ancora visibili nelle pareti rocciose. Negli ultimi 2,6 milioni di anni, invece, sono state le glaciazioni a scolpire il paesaggio attuale, modellando fiordi e montagne.

Proviamo ora a leggere da vicino questa straordinaria successione di eventi, prendendo come esempio l’area di Isfjorden.

Isfjorden: la geologia delle Svalbard in mostra

Qui sorgono Longyearbyen e i principali insediamenti delle Svalbard. Le montagne che circondano il fiordo sono costituite soprattutto da rocce sedimentarie del Cretaceo e del Paleogene (tra 125 e 40 milioni di anni fa): alternanze di argilliti, siltiti e arenarie deposte in antichi ambienti costieri, deltizi e marini.

Proprio in queste rocce si trovano gli strati di carbone che hanno segnato la storia economica dell’arcipelago. Questa lunga storia geologica ha prodotto due distinti episodi di formazione del carbone. Il primo, circa 360 milioni di anni fa, quando le Svalbard erano ancora in fascia tropicale e vaste paludi si formavano su pianure alluvionali periodicamente inondate dal mare, come le attuali mangrovie. Il secondo, circa 65 milioni di anni fa, quando l’arcipelago si trovava già a latitudini più elevate, ma il clima era ancora mite abbastanza da sostenere foreste decidue simili a quelle dell’Europa centrale di oggi.

È proprio questo secondo giacimento, più giovane, ad aver segnato la storia economica dell’arcipelago: le miniere che per oltre un secolo hanno sostenuto lo sviluppo di Longyearbyen seguono i livelli formatisi allora.

—  Un Artico sorprendentemente verde

Durante il Paleogene, tra 60 e 40 milioni di anni fa, le Svalbard si trovavano già a latitudini molto elevate, vicine a quelle attuali. Nonostante questo, il clima era notevolmente più caldo e umido: l’area ospitava foreste di alberi decidui attraversate da fiumi e pianure alluvionali. Le foglie fossili, che oggi si rinvengono nelle rocce paleogeniche, testimoniano un paesaggio che ricordava più la Norvegia meridionale moderna che l’Artico contemporaneo. Molti di questi fossili vengono ritrovati anche nei sedimenti trasportati dai ghiacciai che scendono verso Longyearbyen.

—  Montagne modellate dal tempo

Le montagne tabulari che caratterizzano il paesaggio attorno a Isfjorden raccontano una storia molto più lunga delle ultime glaciazioni. Sopra le rocce oggi affioranti esistevano probabilmente oltre mille metri di sedimenti che sono stati completamente rimossi dall’erosione nel corso di milioni di anni. La forma delle montagne dipende sia dalla diversa resistenza delle rocce sia da una lunga storia di sollevamento ed erosione iniziata molto prima dell’ultima glaciazione.

In altre zone delle Svalbard la geologia è molto più complessa, con pieghe e faglie legate alla formazione delle antiche catene montuose. Attorno a Isfjorden, invece, prevalgono successioni sedimentarie relativamente poco deformate, che rendono particolarmente evidente la lettura della storia geologica.

—  Quando arrivano i ghiacci

L’ultimo grande capitolo della storia delle Svalbard è quello delle glaciazioni. Durante il Quaternario l’arcipelago fu ricoperto da una vasta calotta glaciale che probabilmente superava di centinaia di metri le montagne attuali. I ghiacciai scavarono profonde vallate e trasportarono enormi quantità di sedimenti.

Nella valle di Longyearbyen si conservano centinaia di metri di depositi quaternari: alla base i till glaciali lasciati direttamente dal ghiaccio, sopra i sedimenti marini deposti quando il mare invase le vallate durante la deglaciazione, seguiti da sistemi deltizi e alluvionali costruiti dai fiumi nel corso dell’Olocene (gli ultimi 11.700 anni). Le antiche spiagge fossili osservabili lungo i versanti testimoniano proprio queste variazioni del livello del mare.

—  Le spiagge fossili e le conchiglie artiche

Queste conchiglie sono probabilmente attribuibili a Mya truncata, un mollusco bivalve che vive ancora oggi nei mari artici, infossato nei fondali sabbiosi o fangosi. La loro presenza racconta la storia di un ambiente un tempo sommerso. Dopo il ritiro dei ghiacciai, il sollevamento della crosta terrestre ha portato antichi depositi marini al di sopra dell’attuale livello del mare. Le conchiglie conservate nei sedimenti sono così diventate testimoni delle trasformazioni del paesaggio artico.

—  Una terra che continua a sollevarsi

La scomparsa della calotta glaciale non ha segnato la fine dei cambiamenti. Liberato dal peso del ghiaccio, il territorio continua ancora oggi a sollevarsi attraverso il rimbalzo isostatico. Nel frattempo varia anche il livello relativo del mare. Questo fenomeno rende complessa la ricostruzione dell’evoluzione costiera dell’Artico. Le antiche linee di costa sono quindi un importante campo di ricerca per capire come l’ambiente artico risponde ai cambiamenti climatici.

Il permafrost che cambia

Anche il terreno congelato racconta una storia in continua evoluzione. Gran parte delle Svalbard è interessata dal permafrost cioè da terreno che è rimasto permanentemente (perma) ghiacciato (frost) per almeno per 2 anni consecutivi; ogni estate, però,  lo strato superficiale del suolo (active layer)  si scongela temporaneamente. 

—  Come si misura il cambiamento del permafrost

Negli ultimi decenni questo strato tende ad aumentare di spessore approfondendosi, creando problemi alla stabilità di edifici, strade e infrastrutture.  In alcune aree il degrado del permafrost può provocare cedimenti del terreno e favorire la fuoriuscita di gas ad effetto serra (metano, anidride carbonica) intrappolati nei sottostanti sedimenti congelati. 

Il monitoraggio scientifico conferma questa tendenza: dal 1998 una stazione vicino a Longyearbyen registra costantemente la temperatura del permafrost, e i dati raccontano un riscaldamento continuo, sempre più marcato con il passare degli anni. Lo strato attivo si è ispessito in media di circa 35 cm dalla fine degli anni ’90, con il valore più alto registrato dopo l’estate eccezionalmente calda del 2023.

Un laboratorio per capire il futuro

In pochi chilometri attorno a Isfjorden è possibile osservare le tracce di antiche foreste subtropicali, miniere di carbone, ghiacciai, permafrost, spiagge fossili e coste ancora in evoluzione. Per questo le Svalbard non sono soltanto uno dei paesaggi più spettacolari dell’Artico, ma anche uno dei luoghi più importanti al mondo per comprendere le relazioni tra geologia, clima, ghiacci e oceani.

Leggere queste rocce significa osservare il passato della Terra, ma anche raccogliere indizi preziosi sul futuro di un Artico che sta cambiando più rapidamente di qualsiasi altra regione del pianeta.