In una mite domenica mattina di inizio marzo, sono su una spiaggia nel sud dell'Australia in cerca di ghiaccio, o almeno di tracce. È estate nell'emisfero australe e la maggior parte dei bagnanti che sgattaiolano durante l'alta marea o che camminano con i loro cani indossano magliette e pantaloncini. Tom Rich, paleontologo al Museum Victoria di Melbourne, conduce lungo le scogliere basse e brulle che affollano il litorale. Rich è 66 anni, con una barba argento tozza, capelli radi bianchi e sopracciglia oblique che conferiscono alla sua faccia un aspetto triste e stanco del mondo. È cresciuto nel sud della California e in Texas, ma ha trascorso la sua vita professionale in Australia. Durante più di tre decenni sotto, ha acquisito la cittadinanza australiana e un sacco di coloratissimi gergo del paese, ma il suo accento rimane ostinatamente americano. "Sembro appena sceso dall'aereo", dice.
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Questa parte della costa, nota come Flat Rocks, si trova vicino alla località turistica di Inverloch, a circa due ore di auto a sud-est di Melbourne attraverso fattorie e boschi aridi da oltre un decennio di siccità. Rich si ferma accanto a un mucchio di macerie alla base di una scogliera. "Questo è tutto", dice. In parte sepolto da scaglie di roccia grigia da battaglia è una formazione geologica rivelatrice. Lingue di sedimenti marrone scuro scendono nello strato di colore più chiaro sottostante. La formazione si chiama "cryoturbation" ed è stata causata quando l'argilla congelata una volta è affondata in uno strato di sabbia sottostante durante un disgelo molto tempo fa.
Oggi neve e ghiaccio sono rari in questa parte dell'Australia. Ma le prove di Flat Rocks e di altri siti vicini confermano che poco più di 100 milioni di anni fa, "faceva un freddo tremendo qui", come afferma Rich. Sebbene circa un terzo dell'Australia ora si trovi all'interno dei tropici, allora il continente si trovava a circa 2.000 miglia a sud della sua posizione attuale, rannicchiato contro l'Antartide. L'Australia sud-orientale probabilmente aveva un clima simile a quello di Chicago, se non Fairbanks.
Tanto più sorprendente, quindi, che i dinosauri prosperarono qui in quel momento. Pensa ai "dinosauri" e probabilmente evocherai dei colossi che si trascinano tra paludi afose o foreste tropicali torride. Ma Rich e altri scienziati che lavorano in Australia, in Alaska e persino in cima a una montagna in Antartide hanno riportato alla luce resti di dinosauri che prosperavano in ambienti freddi per almeno una parte dell'anno. I dinosauri polari, come sono noti, dovevano anche sopportare tenebre prolungate, fino a sei mesi ogni inverno. "La luna sarebbe più del sole e sarebbe difficile guadagnarsi da vivere", afferma il paleontologo David Weishampel della Johns Hopkins University.
L'evidenza che i dinosauri hanno sfidato il freddo - e forse si sono trascinati sulla neve e sono scivolati sul ghiaccio - mettono in discussione ciò che gli scienziati sanno su come gli animali sono sopravvissuti. Sebbene Rich non sia stato il primo a scoprire i dinosauri polari, lui e alcuni altri paleontologi stanno riempiendo il quadro di come vivevano questi animali e come erano i loro ambienti. Ricerche recenti potrebbero anche far luce su due delle domande più controverse in paleontologia: i dinosauri erano a sangue caldo? E cosa li ha uccisi?
Ogni anno da fine gennaio a inizio marzo, Dinosaur Dreaming - il progetto sui dinosauri polari guidato da Rich - scende sulla riva vicino a Inverloch. Il suono che senti mentre cammini sulla spiaggia verso lo scavo è il tintinnio dei martelli sugli scalpelli. Inginocchiandosi attorno a massi di spiaggia con la cima piatta che fungono da banchi di lavoro improvvisati, una dozzina di volontari martellano su grumi di roccia grigia. Molti indossano la dichiarazione di moda di quest'anno, una maglietta che recita "Mammalia: Popcorn del Cretaceo" e mostra un dinosauro bipede che stringe due mammiferi simili a ratti in una zampa e ne lancia un altro verso la bocca spalancata e dentata.
Giù nel "buco", uno squarcio profondo fino al ginocchio vicino alla linea di galleggiamento segnato da un cerchio di rete da costruzione rosa fluorescente, un altro gruppo sta usando una sega da roccia e scalpelli per rimuovere blocchi delle dimensioni di pagnotte di pane. Questi pezzi andranno anche sotto il martello.
A un tavolo pieghevole sotto il fianco delle scogliere, Lesley Kool sta analizzando i reperti portati dai martelli demolitori. Kool iniziò come volontaria nel primo scavo di dinosauri di Rich nel 1984. Sapeva poco dei dinosauri, ma si addestrò per diventare un preparatore esperto - la persona che fa ammiccare i fossili dalla roccia senza distruggerli in polvere - e ha sviluppato un talento per identificazione di fossili. Ora gestisce lo scavo. Può dirti che il pezzo brunastro che speravi fosse la scoperta dei dinosauri del secolo è davvero un pezzo comune di guscio di tartaruga fossilizzato.
L'equipaggio che supervisiona include un'infarinatura di studenti, un professore di letteratura in pensione di Tucson, un dirigente in vacanza di un produttore di ricambi auto e il proprietario di un servizio di pulizia ambientale che non riesce a smettere di scoppiare nella canzone. Molti di loro tornano anno dopo anno. Dicono di tornare per il cameratismo e la possibilità di fare una scoperta. "È una dipendenza per la quale non esiste una cura", afferma Nicole Evered, 68 anni, che ha lavorato allo scavo di Flat Rocks da quando è iniziato.
Qui non si applica l'immagine stereotipata del cacciatore di fossili distesa nella polvere, alla scoperta di un gigantesco osso di dinosauro con solo una scopa a frusta e stecche dentali. I fossili sono troppo piccoli, troppo frammentari e troppo dispersi. In oltre 20 anni di scavi in vari luoghi dell'Australia meridionale, Rich e il suo equipaggio hanno scoperto solo tre esemplari articolati, con ossa collegate come erano nella vita.
La maggior parte delle ossa di dinosauro che trovano a Flat Rocks, spiega Kool, provengono da "hypsis" (pronunciato HIP-see), abbreviazione di hypsilophodonts. Questi piccoli mangiatori di piante che sfrecciavano in genere erano alti circa quanto i tacchini. Le loro distintive cosce, che sfoggiano uno sperone rivolto verso il basso, sono facili da riconoscere. Ma lo scavo di quest'anno ha anche rivelato alcuni reperti più rari, come un dente in miniatura di un dinosauro mangiatore di carne ancora senza nome. Una roccia produceva una lunga zanna nera che assomiglia a uno stecchino di ossidiana e potrebbe provenire da uno pterosauro, un tipo di rettile volante. E solo due mesi fa, il collega di Rich, Anthony Martin della Emory University di Atlanta, ha annunciato che i modelli in uno strato di fango di 115 milioni di anni a Flat Rocks sono tracce di dinosauri. Le impronte a tre dita lunghe 14 pollici provenivano da un tipo di dinosauro mangia-carne chiamato teropode. A giudicare dalle dimensioni e dalla spaziatura delle stampe, deve essere stato alto circa 12 piedi, rendendolo il più grande dinosauro carnivoro che si sia vissuto lì.
Fossili promettenti vengono avvolti nella carta igienica e nei giornali per proteggerli. Di ritorno al museo, i preparatori rimuoveranno la roccia incassata con strumenti che vanno dagli aghi in carburo di tungsteno ai martelli pneumatici portatili in miniatura alimentati ad aria compressa. Perfino pezzi di roccia senza compromessi verranno battuti in pepite delle dimensioni di zollette di zucchero; la squadra controllerà le punte per mascelle di mammiferi che sono così piccole da poter essere inserite in un francobollo.
Era la prospettiva di trovare antiche ossa di mammiferi - non dinosauri - che attirarono Rich in Australia. Non è mai stato un dinomane, nemmeno da bambino. Ciò che ha attirato la sua immaginazione, tuttavia, sono stati i primi mammiferi che si sono precipitati insieme ai dinosauri. Un'illustrazione in un libro che leggeva da ragazzo descriveva gli animali come snack trionfalmente sulle uova di dinosauro. Rich è andato con i vincitori dell'evoluzione e ha studiato ricci fossili per il suo dottorato alla Columbia University.
Sbarcò in Australia nei primi anni '70 senza lavoro e senza intenzione di cercarne uno. Sua moglie, Patricia Vickers-Rich, anch'essa paleontologa, era nel paese per dare seguito alla sua ricerca di dottorato sugli uccelli fossili. Ma mentre sfogliava un giornale "per farsi un'idea di cosa fosse questo paese", vide un aiuto ricercato come annuncio per un curatore presso il museo locale. Ha ottenuto il lavoro e lavora lì fino ad oggi. Rich e sua moglie - ora professore alla Monash University di Melbourne e capo collaboratore della ricerca sui dinosauri - rimasero qui perché, dice, "il paese era spalancato" per studiare l'evoluzione precoce di mammiferi e uccelli.
Nel 1982, Rich incontrò alcuni volontari del museo desiderosi di sporcarsi le mani a uno scavo di dinosauri, ma inizialmente resistette alle loro richieste. Sapeva di un sito a 180 miglia a ovest di Flat Rocks che aveva soprannominato Dinosaur Cove dopo aver trovato alcuni frammenti ossei non identificabili lì anni prima. Scavare lì richiederebbe di scavare tunnel nelle scogliere - una proposta pericolosa - senza la garanzia di trovare qualcosa. Ma nel 1984 alla fine cedette e nel giro di poche settimane la squadra trovò diverse ossa di dinosauro e un dente.
Per dieci anni Rich e un equipaggio per lo più dilettante hanno fatto esplodere, annoiato, raccolto e cesellato nella ripida collina. Hanno scavato due tunnel, ciascuno lungo più di 60 piedi, e hanno spostato più di 600 tonnellate di roccia, gran parte a mano. Rich afferma che "non dovresti lavorare così duramente in Montana", che è famoso per i suoi depositi di dinosauri e dove i movimenti tettonici che hanno sollevato le Montagne Rocciose hanno messo in luce strati di roccia che ospitano ossa. Al contrario, Rich chiama l'Australia, dove i sedimenti di dinosauri sono per lo più sepolti in profondità, un "paese schifoso per fossili di dinosauro".
A peso, il raggio dello scavo di Dinosaur Cove, lungo un decennio, era relativamente piccolo, circa 100 libbre di fossili, e solo tracce dei mammiferi Ricche brame: un osso di braccio e una scheggia di denti. Ma i reperti hanno fornito indizi sul metabolismo dei dinosauri polari e sulle loro strategie per resistere ai lunghi inverni. Hanno anche fornito una rara visione del cervello delle creature. Analizzare gli scheletri ha reso Rich uno degli esperti mondiali di dinosauri polari.
All'epoca in cui i dinosauri sorsero, circa 220 milioni di anni fa, i continenti della terra furono fusi in un singolo supercontinente che ora chiamiamo Pangea. Cominciò a rompersi circa 200 milioni di anni fa e l'Australia e l'Antartide, che erano ancora bloccate insieme, rimasero vicino al Polo Sud. Quando le creature fossili ricche di studi si stavano affrettando, circa 100 milioni di anni fa, l'Australia meridionale sedeva vicino al fondo del pianeta e stava appena iniziando a ritirarsi dall'Antartide. (La posizione attuale dell'Australia riflette che si sta spostando verso nord "al ritmo delle tue unghie", afferma Rich.)
Durante il periodo di massimo splendore degli animali nel primo periodo del Cretaceo, il sole non sorgeva nell'Australia meridionale per un periodo e mezzo da quattro a quattro mesi e mezzo ogni anno. Ai poli nord e sud, l'oscurità è durata sei mesi. La crescita delle piante in queste aree avrebbe periodicamente rallentato o arrestato, creando potenzialmente una crisi alimentare per tutti i dinosauri che vivevano lì. In oltre 20 anni di scavi, Rich e i suoi colleghi hanno trovato i resti di almeno 15 specie. Ad esempio, l'ipsi al ginocchio Leaellynasaura amicagraphica (chiamato per la figlia di Rich, Leaellyn) una volta schivava i predatori nell'attuale Dinosaur Cove. Il figlio di Rich, Tim, ha il suo nome attaccato a un altro abitante della Dinosaur Cove, il Timimus hermani alto sei piedi, che probabilmente sembrava e correva come uno struzzo.
I dinosauri prosperarono anche più a sud. L'Antartide non si è mossa molto negli ultimi 100 milioni di anni, bloccandosi sul Polo Sud. Oggi, animali ben isolati e piante tozze possono sopravvivere al freddo brutale del continente, almeno vicino alla costa. Ma le foglie fossilizzate e altri resti di piante suggeriscono che durante il giorno dei dinosauri l'Antartide aveva un clima temperato. Judd Case della Eastern Washington University di Cheney afferma che i dinosauri antartici del tardo periodo Cretaceo circa 70 milioni di anni fa assomigliavano a quelli che vivevano in altre parti del mondo circa 60 milioni di anni prima. Case afferma che questo suggerisce che alcuni tipi di dinosauri sono rimasti attaccati in Antartide molto tempo dopo che erano morti altrove. Forse l'Antartide era un'oasi per loro mentre le piante da fiore si diffondevano nel resto del mondo e superavano i parenti dei pini che mangiavano i dinosauri dal clima più caldo.
William Hammer del Augustana College di Rock Island, Illinois, scava a un'altitudine di 13.000 piedi sul pendio del Monte Kirkpatrick, a circa 400 miglia dal Polo Sud. Ha staccato le ossa di Cryolophosaurus ellioti, un mangiatore di carne lungo 22 piedi con una cresta ossuta che si solleva dalla fronte come un cowboy. Ha anche trovato prove fossili di un prosauropode, un antenato di enormi dinosauri come Brachiosaurus e Apatosaurus .
All'estremità opposta del globo, sul versante nord dell'Alaska, Anthony Fiorillo, un paleontologo del Museum of Nature and Science di Dallas, ha riesumato ossa dai cimiteri di dinosauri lungo il fiume Colville. Sebbene l'Alaska settentrionale non fosse così fredda 70 milioni di anni fa come lo è oggi, gli inverni avrebbero comunque portato neve e ghiaccio. All'epoca, i parenti del Tyrannosaurus rex dai denti aguzzi perseguitavano il dinosauro Edmontosaurus, lungo 35 piedi e beccato all'anatra. La sorpresa di queste scoperte, afferma Fiorillo, è che gli stessi tipi di dinosauri vivevano in Alaska come in ambienti più tosti più a sud, come il Montana e persino il Texas. Finora, non ha scoperto alcun dinosauro che sembra aver vissuto solo in climi gelidi.
I dinosauri avevano due scelte quando arrivò l'inverno: resistere o cercare di scappare. La questione di come i dinosauri sopravvissero al freddo polare si è intrecciata con la più ampia domanda se gli antichi animali fossero sangue caldo (endotermico), come uccelli e mammiferi moderni, o sangue freddo (ectotermico), come i rettili moderni. In un ambiente freddo, le endoterme mantengono i loro corpi abbastanza caldi da consentire ai muscoli di flettersi e ai nervi di sparare generando calore attraverso il loro metabolismo. Le ecoterme, al contrario, riscaldano i loro corpi assorbendo il calore dall'ambiente circostante: pensa a una lucertola che si crogiola su una roccia. L'endotermia non è necessariamente migliore, osserva David Fastovsky dell'Università del Rhode Island. Gli endotermi hanno un vantaggio in termini di resistenza, ma gli ectotermi hanno bisogno di molto meno cibo.
La scoperta del premio dagli scavi di Rich's Dinosaur Cove suggerisce che Leaellynasaura rimase attiva durante i lunghi inverni polari. Un teschio di Leaellynasaura lungo due pollici il colore del cioccolato al latte è il più vicino a un teschio di dinosauro completo che la squadra ha trovato. La base rimane parzialmente incastonata in un disco di roccia grigia segnato da numerosi solchi in cui Kool ha esposto meticolosamente il fossile con un ago sottile. Abbastanza dell'osso è visibile per Rich per analizzare le dimensioni delle orbite. L'ipsi aveva generalmente grandi occhi, ma quelli di Leaellynasaura sono sproporzionatamente grandi, forse per catturare più luce durante il prolungato oscurità degli inverni polari. Inoltre, la parte posteriore dello stesso cranio si è rotta per esporre uno stampo del cervello, noto come endocast. Rich ha scoperto che il dinosauro aveva i lobi ottici sporgenti, parti del cervello che elaborano le informazioni visive. I lobi ottici di Leaellynasaura sono più grandi di quelli dell'ipsi vissuta in ambienti non polari, il che suggerisce che aveva una capacità di cervello in più per analizzare l'input dai suoi grandi occhi.
Allo stesso modo, Fiorillo e Roland Gangloff, un paleontologo in pensione dell'Università dell'Alaska, hanno scoperto che il piccolo mangiatore di carne Troodon era molto più comune sul versante nord dell'Alaska che più a sud. Troodon avrebbe potuto ottenere un vantaggio sugli altri dinosauri carnivori del nord perché aveva anche grandi occhi e un cervello pesante, forse utile per la caccia per tutto l'inverno.
Altri dinosauri potrebbero essere migrati a sud per l'inverno (o a nord, se vivessero nell'emisfero meridionale). Rich dice che i suoi dinosauri avrebbero reso improbabili viaggiatori. Erano piccoli e un mare interno avrebbe bloccato il loro cammino verso climi più caldi. Ma Edmontosaurus, del North Slope dell'Alaska, è un candidato migliore per la migrazione stagionale. Gli adulti avevano le dimensioni di un elefante, quindi non sarebbero stati in grado di gattonare sotto le rocce quando le temperature scendevano. Calcoli approssimativi suggeriscono che girovagando a circa 1 miglio all'ora - "velocità di navigazione" per animali di quelle dimensioni - branchi di Edmontosaurus avrebbero potuto percorrere più di 1.000 miglia a sud in tre mesi, dice il paleobotanico Bob Spicer della Open University di Milton Keynes, Gran Bretagna. Una simile migrazione li avrebbe portati fuori dalla "zona delle tenebre" e in aree in cui le piante avrebbero potuto essere ancora in crescita.
Da parte sua, Fiorillo ne dubita. Lui e Gangloff sostengono che l' Edmontosaurus giovanile è cresciuto troppo lentamente per percorrere lunghe distanze. Non avrebbero potuto tenere il passo con un branco, quindi gli animali dovevano essere rimasti in posizione, indipendentemente dalle temperature. Questo tipo di avanti e indietro potrebbe essere vertiginoso, ma è così che la scienza va avanti, specialmente nella paleontologia, in cui i ricercatori devono trarre conclusioni da un piccolo numero di fossili spesso frammentari.
I dinosauri hanno avuto una corsa impressionante. Si stabilirono in tutti i continenti, si ingrandirono di qualsiasi altro animale terrestre e durarono per oltre 150 milioni di anni. E poi svanirono. La loro scomparsa ha generato più di una piccola speculazione sulla sua causa. Gli scenari spaziano dalla malattia o la competizione con i mammiferi al sorvolo di un compagno non ancora scoperto al sole, una specie di stella della morte.
La maggior parte dei paleontologi ha accettato un altro killer extraterrestre, un asteroide largo più di sei miglia che ha calpestato la Terra 65 milioni di anni fa. Ha scavato un cratere largo più di 100 miglia su quella che oggi è la penisola dello Yucatán in Messico. Secondo lo scenario principale, l'impatto ha gettato nell'atmosfera enormi quantità di polvere e altri detriti, bloccando la luce solare e affondando la Terra nell'oscurità per settimane o addirittura mesi. Un disastro globale certamente colpì allora, secondo prove fossili e geologiche schiaccianti. Mentre Fastovsky e Weishampel scrivono in L'evoluzione e l'estinzione dei dinosauri, "gli oceani del mondo erano praticamente" morti "quando la fotosintesi del plancton cessò e si disfarono le reti di cibo marino. I dinosauri morirono, mentre gli antenati dei mammiferi, degli uccelli e dei rettili di oggi resistevano.
I paleontologi non sono d'accordo su ciò che dice l'esistenza dei dinosauri polari sullo scenario invernale degli asteroidi. Fiorillo dice di essere scettico perché "i dinosauri in Alaska stavano andando bene in condizioni simili." Sostiene che i cambiamenti climatici causati da cambiamenti nella circolazione dell'atmosfera e degli oceani probabilmente hanno fatto nei dinosauri.
Ma Rich afferma che la vita dei dinosauri polari può aiutare i ricercatori a capire perché i dinosauri si sono estinti dopo l'impatto. La catastrofe doveva essere stata abbastanza lunga e grave da uccidere gli animali oscuri e adattati al freddo. "Non puoi semplicemente averlo [oscurità] per un mese e fare il lavoro", dice.
Ma Fastovsky afferma che i dinosauri polari non ci dicono nulla sulla morte degli animali perché non sappiamo se queste particolari specie fossero persino vive alla fine del periodo Cretaceo. I dinosauri australiani di Rich si erano estinti da tempo quando l'asteroide colpì. Non è sicuro se i dinosauri sul versante nord dell'Alaska fossero vivi, dice; i ricercatori non hanno trovato strati fossili lì fin dalla fine del periodo Cretaceo.
Per i dinosauri polari per fornire prove più definitive sul metabolismo e l'estinzione dei dinosauri, avremo bisogno di più fossili. Quest'anno Rich si è imbarcato in uno scavo sul versante nord dell'Alaska, il suo primo. È un lavoro costoso e gli ci sono voluti 18 anni per allineare i finanziamenti necessari per il trasporto, su un aereo Otter monomotore e macchine da neve, la sua festa sul campo e le loro attrezzature, tra cui trapani da roccia, motoseghe, martelli pneumatici ed esplosivi.
Rich e il suo team avanzato hanno preparato il sito sul fiume Colville, a circa 375 miglia a nord di Fairbanks, tra la fine di marzo e l'inizio di aprile, quando le temperature scendono a meno 40 gradi Fahrenheit. Assunsero un minatore per guidare un pozzo orizzontale nella riva del fiume appena sopra uno strato di fossili di dinosauro. Lavorare in quel periodo dell'anno sembra folle, ammette Rich, ma in realtà è più facile scavare un tunnel quando il terreno è ghiacciato.
Ad agosto, l'intera squadra di dieci membri entrò nel tunnel ed estrasse fossili dal pavimento. Stanno ancora smistando le ossa, ma Rich ha già identificato una scoperta notevole: un tipo di pachycephalosaur, un dinosauro che mangia le piante con un teschio insolitamente spesso che è stato trovato solo una volta prima, anche in Alaska. Potrebbe essere il primo dinosauro conosciuto che visse esclusivamente nell'estremo nord, ulteriori prove che le antiche bestie resistettero anche ai giorni più freddi e più bui.
Mitch Leslie era un fanatico dei dinosauri da bambino e ha studiato rettili prima di diventare uno scrittore. Vive a Portland, nell'Oregon.
Libri
Dinosaurs of Darkness, di Thomas H. Rich e Patricia Vickers-Rich, Indiana University Press, 2000
Dinosauri di Australia e Nuova Zelanda e altri animali dell'era mesozoica, di John A. Long, Harvard University Press, 1998
The Evolution and Extinction of the Dinosaurs, 2nd edition, di David E. Fastovsky e David B. Weishampel, Cambridge University Press, 2005
