Scoperto un cimitero di balene attivo da 5,3 milioni di anni (e ancora in crescita)

Resti scheletrici frammentari di balena, Zona Diamantina, a testimonianza della lunga esposizione e degradazione delle carcasse. Ossa colonizzate da anemoni di mare peduncolati, spugne, stelle marine. Foto dal Fendouzhe. Credit Fendouzhe expedition team

Tra gli aspetti più affascinanti della ricerca scientifica vi è certamente il racconto di spedizioni e scoperte. Gli abissi degli oceani nascondono ancora segreti sommersi, spesso antichissimi. Anche questa storia inizia da una missione: tre anni fa, per circa un mese, dall'8 febbraio al 17 marzo 2023, un team di ricerca si mette in viaggio e attraversa l’Oceano Indiano a bordo della nave Tansuoyihao. Grazie a una serie di immersioni, effettuate con il batiscafo Fendouzhe, il gruppo scopre una necropoli di balene nella Zona Diamantina, estesa per circa 1.200 chilometri lungo il fondale marino profondo dell'Oceano Indiano sudorientale.

Guidato da Xiaotong Peng dell’Accademia cinese delle Scienze di Sanya, il progetto ha visto anche la partecipazione di ricercatori neozelandesi e, a partire dal 2025, dei paleontologi Giovanni Bianucci e Alberto Collareta del dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa. 

A 5.3-million-year-old deep-sea whale necropolis in the Diamantina Zone, pubblicato su Nature, si è svolto all’interno del progetto internazionale Global Hadal Trench Exploration Program (GHEP), patrocinato dall'UNESCO e dedicato all'esplorazione degli abissi più remoti, con Bianucci nel comitato direttivo.

Credit: Fendouzhe expedition team

Immersioni, campioni raccolti, specie

Durante le immersioni sono stati rinvenuti, per la prima volta, fossili di balena a una profondità di circa 7.000 metri. I fossili sono stati trovati parzialmente sepolti in sedimenti superficiali, leggermente ricoperti da ossidi di ferro-manganese. In seguito sono state effettuate 32 immersioni sul fondale marino “con l'obiettivo di mappare la distribuzione spaziale e l'estensione degli accumuli di carcasse e dei fossili di balena, nonché di identificare eventuali ecosistemi associati a tali accumuli”,  si legge nello studio. 

Sono stati raccolti e documentati campioni da 485 siti di fossili di balene e carcasse di balene attive lungo 1.200 chilometri del fondale marino profondo, punto di riferimento ecologico nella Zona Diamantina. Il fossile più antico risale a 5,3 milioni di anni fa ed è il cranio (rostro) parziale di una specie estinta di Pterocetus benguelae. 

Si tratta di un cimitero vasto, molto profondo e in crescita: oltre a quelli collocati lontano nel tempo, si stanno accumulando anche resti di balene depositati più recentemente. Nel sito sono presenti carcasse ancora in fase di decomposizione: della materia organica, trasportata sui fondali dalle balene affondate, si nutrono comunità di organismi altamente specializzati, molti dei quali sconosciuti alla scienza.

La maggior parte dei resti scheletrici appartiene agli zifidi, cetacei enigmatici e cacciatori di calamari. Sono state individuate sia forme viventi che estinte, tra cui una nuova specie fossile, che ora porta il nome della fossa oceanica: Pterocetus diamantinae. Costituiti soprattutto da rostri, parti anteriori del cranio resistenti alla degradazione, i reperti si sono conservati anche per milioni di anni grazie all'inclusione di incrostazioni ferro-manganesifere. Numerosi rostri appartengono a due specie attuali, il mesoplodonte di Bowdoin (Mesoplodon bowdoini) e il mesoplodonte di Layard (Mesoplodon layardii).

Quando una balena muore

Quando una balena muore, e si adagia sui fondali marini, la sua carcassa si trasforma in un’oasi di biodiversità. Negli ultimi decenni gli studi sui resti di balene, sia moderni che fossili, sono aumentati e hanno fornito informazioni sugli ecosistemi associati alle carcasse, si legge nell’Annual review del 2015. Le carcasse delle balene sostengono diverse comunità microbiche nelle profondità marine.

Recupero di ossa fossili di balena utilizzando il braccio manipolatore del sommergibile cinese Fendouzhe sul fondale profondo della Zona Diamantina. Credit: Fendouzhe expedition team

Il contributo dei paleontologi italiani

Abbiamo intervistato Alberto Collareta dell’Università di Pisa, coinvolto nella ricerca insieme a Giovanni Bianucci. "Siamo stati coinvolti nella ricerca nella primavera del 2025, a lavori già avviati, ricevendo alcune foto di materiale provvisoriamente identificato come appartenente a cetacei, raccolto in una zona di frattura di una fossa oceanica. Al nostro arrivo la spedizione si era già conclusa, ma posso dire che il batiscafo in dotazione all'Accademia cinese delle Scienze è davvero un mezzo prodigioso, in grado di trasportare un piccolo equipaggio raggiungendo i fondali più profondi al mondo: possiede vere e proprie braccia meccaniche per raccogliere i campioni e, infatti, nel corso di queste campagne, i ricercatori sono riusciti a raccogliere decine di reperti, soprattutto dei crani. Per l’esattezza, la parte anteriore e il muso, che tecnicamente chiamiamo rostro, di antichi cetacei, gli zifidi. In buona parte questi reperti erano ricoperti da una spessa coltre di ossidi di ferro e manganese, sostanza che forma una concrezione intorno ai reperti, rendendone problematica l'identificazione. Giovanni Bianucci e io ci siamo recati a Sanya un paio di mesi dopo il primo contatto, nel giugno dello scorso anno, per incontrare il team dell’Istituto di Scienza e Ingegneria delle Acque Profonde (Institute of Deep-sea Science and Engineering - IDSSE) dell'Accademia delle Scienze. Lì abbiamo potuto lavorare direttamente sui reperti, preparandoli e ripulendoli dalle concrezioni, laddove presenti. Inoltre abbiamo raffinato le identificazioni, già avviate, sulla base delle foto condivise dai colleghi cinesi nelle settimane precedenti”. 

Il ritrovamento di questi rostri non era atteso. “Certamente i colleghi speravano di trovare qualcosa, ma non si aspettavano questo tipo di concentrazione. Con quel batiscafo avevano già esplorato altre fosse e sembra che, effettivamente, quella Diamantina sia un'anomalia per ricchezza di resti di cetacei: ce ne sono tanti, molto antichi, come quelli delle specie estinte che abbiamo identificato, e più moderni, addirittura scheletri ancora in fase di decomposizione".

Resti scheletrici frammentari di balena, Zona Diamantina, a testimonianza di una lunga esposizione e lenta degradazione di carcasse. Ossa colonizzate da anemoni di mare peduncolati, spugne, stelle marine. Credit: Fendouzhe expedition team

Hotspot di biodiversità sul fondale oceanico 

“Per quanto riguarda i cetacei, verrebbe spontaneo pensare che questo accumulo di resti sia legato a una particolare frequentazione di queste zone, che ci sia una ragione biologica e che il flusso di carcasse non sia casuale. Al momento non ho le idee del tutto chiare su quale ruolo possa giocare questa fossa per le balene moderne”, riflette Collareta. 

“È possibile che gli zifidi trovino un'abbondanza di prede nelle acque sovrastanti, ma non abbiamo ancora dati specifici per supportare o smentire un'interpretazione di questo tipo. Le tre specie moderne che abbiamo riconosciuto vivono in quella zona, quindi il fatto che siano state ritrovate lì non è strano. Per quanto riguarda invece le faune abissali che approfittano di queste carcasse sul fondale, penso che questa stretta area di circa 1.200 chilometri - lungo la quale è stata documentata una grande abbondanza di carcasse sia moderne che fossili in diversi punti di immersione - rappresenti sicuramente un hotspot di biodiversità sul fondale oceanico”. 

“Molte delle forme biologiche associate, che sfruttano attivamente la materia organica di queste carcasse, sugli scheletri più recenti, sembrano essere nuove per la scienza. In molti casi è stato possibile riconoscere il genere, ma le specie appaiono nuove, in altri casi sono stati individuati generi tipicamente associati ad altri contesti oceanici profondi, come le manifestazioni vulcaniche idrotermali. Questo è un aspetto che hanno curato e continueranno a indagare soprattutto i biologi colleghi cinesi e neozelandesi che hanno preso parte allo studio, e mi aspetto che nel prossimo futuro molte di queste specie verranno formalmente descritte. Certamente questo flusso continuo di carcasse, che potremmo definire come enormi particelle di materia organica che piovono sul fondale profondo, crea un ambiente unico. Dobbiamo immaginare queste fosse come una sorta di isole, prive di facili interconnessioni con altri ambienti simili alla stessa profondità e con pari condizioni di pressione e temperatura. Di conseguenza, dal punto di vista delle faune bentoniche di fondale, la Fossa Diamantina rappresenta un unicum e uno scrigno di specie nuove. Non escludiamo nemmeno che questo allineamento di carcasse possa rappresentare una sorta di corridoio ecologico e biogeografico, capace di favorire la dispersione di questi taxa così particolari”.

Crani fossili di zifidi dalla Fossa Diamantina. La figura include sia specie estinte che viventi. La sagoma sullo sfondo fornisce una ricostruzione indicativa del profilo corporeo della nuova specie di Pterocetus diamantinae. Credit: G. Bianucci

Datazione dei reperti e futuri scenari di ricerca

“C'è un aspetto che non ho ancora menzionato, ma che risulta fondamentale: la datazione dei reperti. Sono state effettuate datazioni isotopiche che sfruttano la composizione dello stronzio all'interno del biominerale che costituisce queste ossa. Questa applicazione è una tecnica di frontiera sul materiale osseo, generalmente applicata su biominerali ancora più compatti e resistenti all'alterazione diagenetica, come il fosfato che costituisce lo smalto dei denti. In questo caso, però, le datazioni sono molto attendibili perché il campionamento è stato effettuato proprio nelle ossa rostrali che rappresentano la forma di osso più compatta e mineralizzata in assoluto. Le età ottenute con lo stronzio si concentrano, com'è ragionevole, su epoche abbastanza recenti, in cui troviamo molti resti di balena, ma si spingono indietro, fino a circa 5 milioni di anni fa”.  

“Siamo di fronte a un giacimento fossile ancora in formazione, che sta crescendo. Questo aspetto è uno dei più interessanti dal punto di vista strettamente paleontologico. Il giacimento ha iniziato a formarsi 5 milioni di anni fa in condizioni assolutamente inaspettate. Come studiosi, spieghiamo che uno dei requisiti fondamentali per la fossilizzazione è il seppellimento: i resti di un organismo devono essere sottratti all'ambiente superficiale, subacqueo o subaereo, attraverso una coltre di sedimenti. Qui invece non è avvenuto, o almeno non sempre. I reperti recuperati erano semplicemente racchiusi all'interno di incrostazioni ferro-manganesifere". 

Dal punto di vista paleontologico, dunque, approfondire come tutto ciò sia avvenuto e come sia possibile che un cranio rimanga esposto sul fondale oceanico per 5 milioni di anni, senza dissolversi, risulta estremamente affascinante. "Apre una finestra su una tipologia di fossilizzazione completamente nuova. Si conoscevano casi di incrostazione da parte di noduli di ferro-manganese già dalla fine dell'Ottocento, ma per la prima volta ci rendiamo conto che queste incrostazioni hanno un ruolo chiave nella conservazione a lungo termine allo stato fossile”.  

"In futuro si dovranno approfondire la biologia e la geologia di quello che è stato documentato. Nel nostro primo lavoro abbiamo fatto una caratterizzazione di primo ordine dei reperti, ma lo studio sistematico può essere ampiamente approfondito. Chissà, magari questo batiscafo ci regalerà altre sorprese, da altre fosse o da contesti simili. Un ultimo punto per noi di grande interesse, da approfondire, è la relazione tra le comunità biologiche di profondità, whale-fall communities, e la loro transizione allo stato fossile, cercando di colmare il gap tra la comunità biologica attiva e il record paleontologico”.