STUDIO INTERDISCIPLINARE SULL’INNESCO DELLA DEPOSIZIONE DEI SAPROPEL MESSINIANI NEL BACINO PIEMONTESE

The sapropel deposits represent important perturbation of the carbon cycle. The trigger of the deposition of Messinian sapropel is still currently under debate. Two interpretation regarding the mechanisms that promoted the Messinian sapropel deposition were proposed: the first rely on the Pleistocene-Holocene sapropels depositional model, which invoked humid and warm condition as a condition necessary for the sapropel deposition. The second point to a cold and highly productive environment as a trigger for the sapropel deposition. This thesis project aims to develop a conceptual model for the sapropel deposition through a multiproxies approach. Sample were collected in Pollenzo and Govone sections (Northwestern Italy), in which stable carbon and oxygen isotopes on benthic and planktonic foraminifera tests belong two different sizes range (more than 63μm and more than 125μm) were analyzed to cover a time interval of about 270,000 years, from about 6.2 Ma to 5.95 Ma, straddling the Messinian salinity crisis onset. These data were integrated with a detailed calcareous nannofossils relative abundance analysis and successively compared with previously published foraminiferal assemblage data. Oxygen and Carbon isotopes show a precessional-driven fluctuating trend in accordance with the calcareous nannofossil and foraminifers assemblage trends. Our results show an increase in primary productivity related to the instauration of a prevalently cold climate during the sapropel inception. Our isotopic and micropaleontological records also show that there is no evidence of an increase in water salinity during and after the MSC onset. This finding suggests a reevaluation of the paleoceanographic processes that promoted both the cyclical sapropel deposition and the MSC onset.

I sapropel sono la registrazione geologica di importanti perturbazioni del ciclo del carbonio. Il loro meccanismo deposizionale risulta essere tutt’ora in discussione. Allo stato attuale delle conoscenze sono due i modelli presenti per la deposizione di sapropel del miocene superiore: il primo si basa sulle analogie con i sapropel del Pleistocene-Olocene, e invoca come meccanismo scatenante condizioni calde e umide; il secondo sostiene che l’innesco della loro deposizione sia dovuto a condizioni fredde ed aride ed ad un’elevata produttività superficiale. Questo progetto di tesi mira a sviluppare un modello concettuale per la deposizione dei sapropel tramite un approccio interdisciplinare, analizzando lo stesso intervallo di tempo sul quale sono stati sviluppati ed applicati i modelli sopracitati (Messiniano), in modo da poter ottenere un confronto diretto con essi; poiché i sedimenti studiati precedono l’inizio della MSC, questo studio potrà al tempo stesso fornire nuovi dati sull’impostazione della Crisi di Salinità messiniana. I campioni utilizzati provengono dalle sezioni di Pollenzo e Govone (Italia nord-occidentale). Dai lavati micropaleontologici, sono stati selezionati foraminiferi planctonici e bentonici appartenenti a due classi dimensionali differenti (più di 63μm e più di 125μm) coprendo un intervallo di tempo di circa 270000 anni, da circa 6.2Ma a 5.95Ma, a cavallo dell’inizio della Crisi di Salinità messiniana. Su questi campioni sono state svolte analisi degli isotopi stabili di carbonio ed ossigeno. Questi dati sono stati integrati con nuove analisi sull’abbondanza relativa dei nannofossili calcarei della sezione di Pollenzo e con quanto già presente nella letteratura scientifica. Il record isotopico ottenuto mostra variazioni in fase con la curva di insolazione e segue le ricostruzioni paleoambientali ottenute con l’analisi delle associazioni di foraminiferi e nannofossili calcarei. Il modello costruito mostra un aumento della produttività primaria correlabile a condizioni fredde ed aride all’innesco della deposizione dei sapropel. Inoltre i dati raccolti mostrano come non ci siano evidenze di un brusco aumento della salinità delle acque del bacino nella fasi precedenti e contemporanee all’inizio della Crisi di Salinità messiniana. Questi risultati suggeriscono come sia necessario rivalutare i processi paleoceanografici che hanno favorito l’impostazione della deposizione ciclica dei sapropel e l’innesco della crisi di salinità, argomento ancora in discussione nella comunità accademica.