La presente tesi analizza la relazione tra le grandi eruzioni vulcaniche esplosive e le variazioni chimiche registrate negli anelli di accrescimento di abete rosso del Québec, focalizzandosi in particolare sulla concentrazione di zinco (Zn). L’idea di base è che gli alberi, durante la loro crescita, incorporano nel legno elementi provenienti dall’ambiente, registrando così una sorta di “memoria chimica” degli eventi atmosferici passati. Le eruzioni ad alta intensità, soprattutto quelle in grado di raggiungere la stratosfera, possono disperdere aerosol e metalli in traccia su scala intercontinentale, con la possibilità che tali particelle vengano depositate anche in regioni lontane dalla sorgente vulcanica, come il Canada orientale, una zona senza vulcani attivi da oltre 150 milioni di anni. Nel lavoro vengono integrati aspetti dendrocronologici, utili per la datazione degli anelli, e aspetti dendrochimici, necessari per la quantificazione degli elementi. Dopo una breve introduzione sulle principali tipologie di eruzioni e sui processi di dispersione dei gas vulcanici, viene approfondito il ruolo dello zinco nelle piante, elemento essenziale a livello fisiologico, ma che può essere rilasciato in concentrazioni anomale durante eventi eruttivi. Lo Zn è stato scelto come potenziale tracciante perché può essere trasportato nell’atmosfera anche su lunghe distanze e allo stesso tempo essere assorbito nei tessuti legnosi. L’attività sperimentale è stata condotta attraverso analisi SR-XRF (fluorescenza a raggi X in radiazione di sincrotrone) su sezioni di carote prelevate da abete rosso. Questa metodologia ha permesso di ottenere mappe elementari ad alta risoluzione e di quantificare la concentrazione di zinco anello per anello. La cronologia dei campioni analizzati copre approssimativamente un periodo di 170 anni. Confrontando i picchi di Zn con gli anni delle principali eruzioni note in letteratura, è emersa una correlazione temporale particolarmente evidente con tre eventi: Krakatoa (1883), El Chichón (1982) e Pinatubo (1991). Per altre eruzioni trattate nella parte teorica, come Askja, Santa Maria o Agung, non è stato possibile riconoscere segnali chimici sufficientemente chiari. Nel complesso, i risultati ottenuti suggeriscono che la dendrochimica possa essere utilizzata per individuare, almeno in parte, l’impatto atmosferico delle grandi eruzioni esplosive. Tuttavia, la sola analisi dello zinco non consente attribuzioni assolute: l’affidabilità interpretativa aumenta integrando più elementi e confrontando i dati con altri archivi paleoclimatici (come carote di ghiaccio o sedimenti lacustri). La natura episodica dei picchi osservati indica, inoltre, l’assenza di un inquinamento locale continuo, suggerendo che gli alberi rispondono a input atmosferici specifici e circoscritti. In sintesi, la tesi mostra che alcune eruzioni vulcaniche ad alta intensità hanno lasciato un’impronta chimica riconoscibile anche negli ecosistemi boreali del Québec. Il lavoro mette in evidenza il potenziale della dendrochimica dello Zn come strumento per lo studio degli effetti a lungo raggio del vulcanismo esplosivo, evidenziando allo stesso tempo la necessità di studi futuri basati su approcci multi-proxy e su una base dati più ampia.

Analisi dendrochimica di abete rosso del Quebec

CAMPIDELLI, JORDAN
2024/2025

Abstract

La presente tesi analizza la relazione tra le grandi eruzioni vulcaniche esplosive e le variazioni chimiche registrate negli anelli di accrescimento di abete rosso del Québec, focalizzandosi in particolare sulla concentrazione di zinco (Zn). L’idea di base è che gli alberi, durante la loro crescita, incorporano nel legno elementi provenienti dall’ambiente, registrando così una sorta di “memoria chimica” degli eventi atmosferici passati. Le eruzioni ad alta intensità, soprattutto quelle in grado di raggiungere la stratosfera, possono disperdere aerosol e metalli in traccia su scala intercontinentale, con la possibilità che tali particelle vengano depositate anche in regioni lontane dalla sorgente vulcanica, come il Canada orientale, una zona senza vulcani attivi da oltre 150 milioni di anni. Nel lavoro vengono integrati aspetti dendrocronologici, utili per la datazione degli anelli, e aspetti dendrochimici, necessari per la quantificazione degli elementi. Dopo una breve introduzione sulle principali tipologie di eruzioni e sui processi di dispersione dei gas vulcanici, viene approfondito il ruolo dello zinco nelle piante, elemento essenziale a livello fisiologico, ma che può essere rilasciato in concentrazioni anomale durante eventi eruttivi. Lo Zn è stato scelto come potenziale tracciante perché può essere trasportato nell’atmosfera anche su lunghe distanze e allo stesso tempo essere assorbito nei tessuti legnosi. L’attività sperimentale è stata condotta attraverso analisi SR-XRF (fluorescenza a raggi X in radiazione di sincrotrone) su sezioni di carote prelevate da abete rosso. Questa metodologia ha permesso di ottenere mappe elementari ad alta risoluzione e di quantificare la concentrazione di zinco anello per anello. La cronologia dei campioni analizzati copre approssimativamente un periodo di 170 anni. Confrontando i picchi di Zn con gli anni delle principali eruzioni note in letteratura, è emersa una correlazione temporale particolarmente evidente con tre eventi: Krakatoa (1883), El Chichón (1982) e Pinatubo (1991). Per altre eruzioni trattate nella parte teorica, come Askja, Santa Maria o Agung, non è stato possibile riconoscere segnali chimici sufficientemente chiari. Nel complesso, i risultati ottenuti suggeriscono che la dendrochimica possa essere utilizzata per individuare, almeno in parte, l’impatto atmosferico delle grandi eruzioni esplosive. Tuttavia, la sola analisi dello zinco non consente attribuzioni assolute: l’affidabilità interpretativa aumenta integrando più elementi e confrontando i dati con altri archivi paleoclimatici (come carote di ghiaccio o sedimenti lacustri). La natura episodica dei picchi osservati indica, inoltre, l’assenza di un inquinamento locale continuo, suggerendo che gli alberi rispondono a input atmosferici specifici e circoscritti. In sintesi, la tesi mostra che alcune eruzioni vulcaniche ad alta intensità hanno lasciato un’impronta chimica riconoscibile anche negli ecosistemi boreali del Québec. Il lavoro mette in evidenza il potenziale della dendrochimica dello Zn come strumento per lo studio degli effetti a lungo raggio del vulcanismo esplosivo, evidenziando allo stesso tempo la necessità di studi futuri basati su approcci multi-proxy e su una base dati più ampia.
2024
Dendrochemical analysis of spruce tree from Quebec
abete rosso
dendrochimica
Quebec
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/99486