Ricostruzione climatica dell'Olocene-Pleistocene superiore da una stalagmite del sistema carsico "Grotta del Fiume - Grotta Grande del Vento" (Gola di Frasassi, Ancona, Italia)

MC-ICPMS U/Th dating, oxygen and carbon isotopic determinations and petrographic investigations have been performed on the upper portion (72 cm) of a core, axially drilled from a large, actively growing stalagmite in “Grotta del Fiume - Grotta Grande del Vento” karst system (Frasassi Gorge, Ancona). The younger portion of the core (from 104 to 72 cm from the top), characterised by a relevant porosity with traces of dissolution, has not been analysed. The petrographic study has shown that the stalagmite almost completely consists of “elongated columnar” calcite. At 11 mm from the top there is clear evidence of a marked textural change from “elongated columnar” to dendritic. The stalagmite started to form before the Younger Dryas with an average growing rate of 227 μm/a between 9.63±1.06 and 8.84±0.49 ka and a later abrupt decrease down to 51 μm/a from 8.60±0.34 to 5.35±0.37 ka, followed by rates of 23 and 31 μm/a for the remaining 5350 years. A positive δ18O trend is evident along the axial growth axis of the speleothem (from -8.0‰ to -7.2‰), interrupted by two single negative peaks at 3.6 ka and 2.0 ka, also found in the δ13C record. The δ18O trend could be connected with a gradual warming from 12 ka up to the present times, or with a progressive decrease of the average annual precipitation and a consequent enrichment in the heavy isotope in the evaporation area (Eastern Mediterranean), as recorded at Soreq Cave (Israel). The general δ13C trend is negative until 2 ka (from -5.8‰ to -9.5‰), whereas the last 2 ka are characterised by an increase of δ13C up to the present value of -5.07‰. In particular, a very rapid increase of about 2‰ is evident from 1200 to 1350 AD, reaching the values typical of the Lower Holocene and the Younger Dryas. An increasing trend in both the isotopic records characterises the last 300-400 years and is probably due to anthropic activities. The strong increase measured in the last two δ13C analyses, connected with the above mentioned textural change, could testify for an increase of air circulation in the cave triggered by the opening of an artifi cial tunnel for the entrance of visitors.

Sulla parte più recente (72 cm) di una carota assiale estratta da una grossa stalagmite ancora in formazione nel sistema carsico “Grotta del Fiume - Grotta Grande del Vento” (Gola di Frasassi, Ancona) sono state effettuate datazioni col metodo MC-ICPMS U/Th, analisi isotopiche di O e C e uno studio petrografi co. La parte più antica della carota (da 104 a 72 cm dal top), caratterizzata da elevata porosità e tracce di dissoluzione, non è stata analizzata. L’analisi petrografi a ha rivelato che la stalagmite è costituita quasi interamente da calcite “colonnare allungata”. A 11 mm dalla sommità della concrezione, si osserva un marcato passaggio tessiturale da colonnare allungata (sotto) a dendritica (sopra). Le datazioni hanno permesso di stabilire che lo speleotema ha iniziato a formarsi prima del Dryas Recente, con tasso medio di accrescimento di 227 μm/anno tra 9,63±1,06 e 8,84±0,49 ka e una successiva brusca diminuzione a 51 μm/anno tra 8,60±0,34 e 5,35±0,37, cui fanno seguito tassi di crescita tra 23 e 31 μm/anno per i restanti 5350 anni. Si nota una tendenza positiva del δ18O dall’inizio alla fi ne del concrezionamento (da -8,0‰ a -7,2‰) interrotto da due singoli picchi negativi a 3,6 ka e 2,0 ka, evidenziati anche nel record del δ13C. L’andamento del δ18O potrebbe rispecchiare un graduale riscaldamento da 12 ka ad oggi, oppure essere legato ad una progressiva diminuzione della piovosità media annua, con conseguente arricchimento nell’isotopo pesante nella zona di evaporazione (Mediterraneo Orientale), analogamente a quanto evidenziato nella Grotta di Soreq (Israele). Il trend generale del profi lo del δ13C è negativo fi no a circa 2 ka (da -5,8‰ a -9,5‰), mentre gli ultimi 2000 anni sono caratterizzati da un aumento del δ13C fi no al valore attuale di -5,07‰. In particolare, si osserva un arricchimento molto rapido di quasi il 2‰ tra il 1200 e il 1350 AD che riporta i valori medi del δ13C a quelli tipici dell’Olocene inferiore e Dryas Recente. Una tendenza verso valori più alti in entrambi i profi li isotopici contraddistingue gli ultimi 300-400 anni circa ed è verosimilmente legata ad attività antropiche (deforestazione, trasformazione a pascolo ecc.). Il forte incremento registrato nelle ultime due analisi del record del δ13C, che si accompagna alla variazione tessiturale prima menzionata, potrebbe testimoniare un aumento nella circolazione dell’aria in grotta a seguito della realizzazione di una galleria artifi ciale per l’ingresso dei visitatori.