CPE Drilling Project: digging into Triassic extreme climate change

Questo progetto mira a ricostruire una stratigrafia multi-proxy ad alta risoluzione attraverso l'Episodio Pluviale Carnico (Carnian Pluvial Episode, CPE). Il CPE è un intervallo del tempo geologico caratterizzato da importanti modificazioni climatiche e ambientali nel Sistema Terra associati a una perturbazione multifase del ciclo globale del carbonio, probabilmente connessa alla messa in posto degli enormi volumi di prodotti vulcanici della Grande Provincia Ignea di Wrangellia. Il CPE è un evento complesso caratterizzato da almeno tre escursioni negative nel record globale di d13C ed è caratterizzato da notevoli cambiamenti negli ambienti sedimentari e nel record paleontologico: una crisi dei sistemi carbonatici delle acque poco profonde, impulsi di aumento dell'apporto terrigeno nei bacini sedimentari, oscillazioni globali del livello del mare , importanti turnover floreali, radiazioni ed estinzioni nel biota sia marino che continentale. Durante il CPE, gli organismi biocalcificatori pelagici divennero importanti produttori di carbonati, i coralli scleractinidi divennero per la prima volta i principali costruttori di barriere coralline, i dinosauri subirono la prima grande diversificazione, le conifere si difffusero suicontinenti come mai prima nella storia della Terra. Mentre l'espressione sedimentaria la rilevanza come punto di svolta evolutivo del CPE sono state oggetto di approfonditi studi, l'esatta successione e, quindi, le relazioni temporali e di causa-effetto tra gli eventi verificatisi in corrispondenza di ciascuna perturbazione del d13C non sono ancora chiare. Mancano quindi informazioni chiave per comprendere i meccanismi attraverso i quali si è sviluppata questa importante fase nell'evoluzione della vita sul pianeta. L'obiettivo generale di questo progetto è far luce su questa complessità, districando con precisione la successione dei fenomeni che si sono verificati a cavallo delle principali escursioni del d13C al CPE. per fare ciò sarà applicato un approccio stratigrafico integrato che includerà geochimica, palinologia, ciclostratigrafia, sedimentologia e stratigrafia sequenziale in due aree chiave in cui sono esposte successioni sedimentarie continue che registrano il CPE in diversi contesti paleogeografici: le Alpi meridionali (Alpi Giulie e Dolomiti , Italia settentrionale) e il Bacino del Lagonegro (Italia meridionale). Le analisi saranno effettuate su campioni prelevati su due carote da perforare per questo progetto e su sezioni stratigrafiche selezionate. La comprensione della successione temporale dei fenomeni che si sono verificati durante ogni "shift isotopico" e la costruzione di una stratigrafia di dettaglio consentiranno di chiarire se tali fenomeni si sono verificati in un ordine sistematico e quindi di esplorare le potenziali relazioni di causa-effetto, chiarendo come il Sistema Terra ha reagito ai cambiamenti ambientali estremi avvenuti al CPE. Il progetto coinvolge un team interdisciplinare composto da geologi, geochimici, paleontologi e chimici di cinque Dipartimenti di tre Università: Ferrara, Padova e Trieste.

This project aims at reconstructing a high-resolution multi-proxy stratigraphy across the Carnian Pluvial Episode (CPE). The CPE is an interval of major climate and environmental modifications in the Earth Systems associated to a multi-phase perturbation of the carbon cycle, likely connected to the emplacement of the huge volumes of volcanics of the Wrangellia Large Igneous Province. The CPE is a complex event characterized by at least three negative shifts in the global d13C record and is marked by striking sedimentary and biological changes: a crisis of shallow water carbonate systems, pulses of increased terrigenous input into sedimentary basins, global sea-level oscillations, major floral turnovers, radiations and extinctions in both marine and continental biota. During the CPE, pelagic calcifiers rose in the oceans as significant carbonate producers, scleractinian corals became for the first-time major reef-builders, dinosaurs underwent the first large diversification, conifers spread on continents as they never did before in Earth history. Whereas the sedimentary expression of the CPE and its relevance as an evolutive turning point has been proven, the exact succession and, therefore, the timing and cause-effect relationships between the events occurred across each d13C perturbation are still unclear. Therefore, key information is lacking to understand the mechanisms through which this major step in the evolution of life on the planet took place. The overarching goal of this project is to shed light on this complexity by precisely disentangling the succession of the phenomena that occurred across the major isotope shifts of the CPE. This will be achieved through an integrated stratigraphic approach that will include geochemistry, palynology, cyclostratigraphy, sedimentology and sequence stratigraphy on two key-areas where continuous sedimentary successions recording the CPE in different paleogeographic settings are exposed: the Southern Alps (Julian Alps and the Dolomites, northern Italy) and the Lagonegro Basin (Southern Italy). Analyses will be carried out on samples collected on two cores to be drilled for this project and on selected stratigraphic sections. The assessment of the temporal succession of the phenomena occurred across each major carbon-isotope shift and the construction of a detailed stratigraphy will make it possible to elucidate whether they occurred in a systematic order and to explore potential cause-effect relationships elucidating how Earth Systems reacted to extreme environmental changes occurred at the CPE. The project involves an interdisciplinary team including geologists, geochemists, paleontologists and chemists from five Departments of three Universities: Ferrara, Padova and Trieste.