Un dente di dinosauro è in grado di custodire, per oltre 150 milioni di anni, un’impronta chimica dell’aria respirata dall’animale quando era ancora in vita. Esaminando lo smalto fossilizzato, un team di scienziati tedeschi ha calcolato che durante il Giurassico superiore l’atmosfera terrestre conteneva approssimativamente 1.200 parti per milione di anidride carbonica, un valore quasi triplo rispetto a quello odierno. Nel Cretaceo superiore, invece, la stima si abbassa a circa 750 parti per milione. Cifre che descrivono un pianeta decisamente più torrido, popolato da enormi creature che vivevano in ecosistemi profondamente diversi da quelli attuali.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica PNAS, porta la firma di ricercatori delle Università di Göttingen, Mainz e Bochum, in Germania. A titolo di paragone, secondo i dati raccolti dalla NOAA, nel luglio 2026 la concentrazione media mondiale di CO₂ si attestava intorno a 426 parti per milione, mentre prima dell’era industriale oscillava intorno a 280.
Gli studiosi hanno dunque individuato un metodo per “interrogare” direttamente i resti fossili degli animali che popolavano quel mondo antico. Ovviamente, non si tratta di bolle d’aria preistorica rimaste intrappolate nei denti: sarebbe stata una scoperta fin troppo semplice.
In che modo un dente custodisce l’impronta dell’atmosfera
Il team coordinato dal geochimico Dingsu Feng ha analizzato denti fossili provenienti da cinque siti dislocati tra Stati Uniti, Canada, Marocco, Germania e Tanzania. Fra gli esemplari osservati compaiono grandi sauropodi erbivori come Giraffatitan ed Europasaurus, insieme a predatori quali Tyrannosaurus rex e Albertosaurus.
Il segreto risiede nello smalto dentale, uno dei tessuti biologici più resistenti al passare del tempo. Durante l’esistenza dell’animale, parte dell’ossigeno inalato finisce nei fluidi corporei e lascia un’impronta chimica nei tessuti in via di formazione, denti compresi. Gli scienziati hanno quindi misurato i rapporti tra tre isotopi naturali dell’ossigeno, ovvero varianti dello stesso elemento che si differenziano per il numero di neutroni. Le proporzioni di questi isotopi nell’atmosfera dipendono, tra l’altro, dalla concentrazione di CO₂ presente e dall’attività fotosintetica svolta dagli organismi viventi.
Mettendo a confronto questi segnali con quelli rilevati su animali contemporanei, tra cui uccelli, rettili e mammiferi, i ricercatori sono riusciti a ricostruire le condizioni atmosferiche di due epoche molto distanti nel tempo: il Giurassico superiore, databile tra circa 152 e 143 milioni di anni fa, e il Cretaceo superiore, compreso tra 73 e 66 milioni di anni fa. Prima di arrivare a queste conclusioni, però, è stato necessario scartare i campioni compromessi dal processo di fossilizzazione. Un dente rimasto sepolto per milioni di anni può infatti subire alterazioni chimiche in grado di distorcere proprio le informazioni che si vogliono estrarre.
Un’atmosfera carica di CO₂ e una vegetazione straordinariamente rigogliosa
I valori ricostruiti risultano piuttosto alti, ma vanno interpretati tenendo conto dei margini di errore: 1.200 ± 150 parti per milione nel Giurassico superiore e 750 ± 200 nel Cretaceo superiore. Esiste inoltre una premessa fondamentale: questi numeri sono stati calcolati partendo dal presupposto che la produzione primaria globale, cioè la quantità di materia organica generata dagli organismi tramite fotosintesi, fosse simile a quella attuale. Modificando questa ipotesi di partenza, cambierebbero di conseguenza anche le stime relative alla CO₂.
Gli autori della ricerca hanno sperimentato anche il percorso opposto, utilizzando le concentrazioni di anidride carbonica ricavate con altri metodi scientifici per stimare la produttività degli ecosistemi del passato. I risultati ottenuti indicano una produzione primaria globale superiore di circa il 20% durante il Giurassico superiore, e potenzialmente più che raddoppiata nel Cretaceo superiore, sebbene quest’ultimo dato presenti un margine di incertezza piuttosto ampio.
Questo significherebbe che la vegetazione terrestre e gli organismi fotosintetici marini potrebbero aver generato una quantità di materia organica nettamente superiore rispetto ai livelli odierni. Una disponibilità di risorse tale da condizionare intere catene alimentari, incluse quelle che sostenevano alcuni tra gli animali più imponenti mai comparsi sulla Terra.
Le stranezze nei denti e la possibile influenza dei vulcani
Alcuni reperti dentali raccontano una storia ancora più intrigante. Due campioni, appartenenti rispettivamente a un Tyrannosaurus rex e a un Kaatedocus siberi, mostrano rapporti isotopici notevolmente diversi rispetto a quelli registrati negli altri dinosauri esaminati. Nel caso del T. rex, il valore riscontrato potrebbe corrispondere a una concentrazione atmosferica di circa 1.800 parti per milione di CO₂, una cifra decisamente superiore alla media stimata per l’intero Cretaceo superiore.
Una possibile chiave di lettura riguarda improvvisi picchi di anidride carbonica nell’atmosfera. Durante il Mesozoico, la Terra attraversò fasi di intensa attività vulcanica e, verso la conclusione del Cretaceo, le colossali eruzioni dei Trappi del Deccan, nell’odierna India, rilasciarono enormi quantità di materiale vulcanico e gas nell’atmosfera.
Secondo gli studiosi, oscillazioni relativamente veloci nei livelli di CO₂ potrebbero aver lasciato una traccia visibile anche nello smalto dei dinosauri vissuti durante quei particolari periodi storici. Tuttavia, collegare direttamente queste anomalie alle eruzioni vulcaniche sarebbe un’affermazione prematura. Gli stessi ricercatori prendono in considerazione spiegazioni alternative, legate all’ambiente circostante e alla fisiologia degli animali stessi. Nel caso del T. rex, ad esempio, le particolari caratteristiche isotopiche potrebbero riflettere condizioni climatiche particolarmente aride e una diversa disponibilità di acqua potabile, elemento che potrebbe aver portato a sovrastimare i livelli reali di CO₂ atmosferica. I denti fossili, quindi, suggeriscono possibili variazioni nel clima del passato, ma per collegarle con certezza a una specifica eruzione vulcanica serviranno ulteriori prove scientifiche.
Quello che sappiamo realmente sull’aria respirata dai dinosauri
Questa ricerca arricchisce il panorama delle fonti disponibili per le ricostruzioni climatiche del passato, finora basate principalmente su sedimenti marini, carbonati presenti nei suoli e altri indicatori di natura geologica. L’elemento di novità consiste nella possibilità di utilizzare anche i resti di vertebrati terrestri per stimare la composizione atmosferica di epoche remote.
Attenzione però a un particolare importante: una maggiore presenza di anidride carbonica non implica automaticamente una minore quantità di ossigeno, né questo studio misura direttamente quale percentuale dell’atmosfera fosse costituita da ossigeno. L’analisi si concentra sulle proporzioni dei suoi isotopi, utilizzate come indicatori indiretti della concentrazione di CO₂ e dell’attività fotosintetica. Sulla base di questi risultati, quindi, non è possibile determinare se i dinosauri avrebbero trovato l’aria dei nostri giorni più o meno respirabile rispetto alla loro.
Questo metodo di analisi potrà essere esteso anche ad altri vertebrati fossili, a patto di individuare denti sufficientemente ben conservati e di considerare le differenze fisiologiche esistenti tra le diverse specie animali. Per il momento, questi pochi campioni hanno comunque permesso di ricostruire due vere e proprie fotografie chimiche dell’atmosfera terrestre, separate tra loro da decine di milioni di anni. Restano però moltissimi periodi ancora da esplorare e alcune anomalie che attendono ancora una spiegazione definitiva. I denti sono sopravvissuti per un tempo immenso: per farli parlare con maggiore precisione, serviranno ulteriori ritrovamenti fossili.