Applicazione degli isotopi ai muschi della Romagna

Analogamente allo stronzio, il ciclo geochimico del neodimio inizia negli oceani ed è similare a quello dello stronzio. Infatti, esso inizia nell’oceano, viene trasferito con i sali ciclici all’atmosfera nella quale si sposta attraverso i venti e si discioglie con le piogge ritornando così all’oceano attraverso i fiumi.
Tuttavia, il comportamento geochimico e l’andamento del rapporto isotopico del neodimio negli oceani è molto diverso rispetto a quello dello stronzio. Infatti, il neodimio ha una bassa solubilità nelle acque naturali quindi raramente raggiunge la concentrazione di saturazione, perciò, non viene precipitato direttamente, ma viene estratto dall’oceano per mezzo di processi di scambio ionico e/o coprecipitato nei carbonati che si depositano negli oceani e nei noduli di manganese. Ciò comporta che il tempo di residenza negli oceani sia molto basso, circa 1000 anni, e molto più breve del tempo di mescolamento delle acque oceaniche, che è circa 1500 anni. Pertanto, il neodimio ha una composizione isotopica variabile da oceano ad oceano e anche tra aree differenti di uno stesso oceano (Piepgras et Jacobsen, 1988; Bertram et Elderfield,1993). Il valore del rapporto isotopico del neodimio di ogni oceano, pertanto, è influenzato dall’età e dalla litologia delle sorgenti locali, dal trasporto e dal mescolamento che gli apporti subiscono ad opera delle correnti oceaniche.
La variabilità del rapporto isotopico del neodimio negli oceani ha il vantaggio di poter utilizzare il rapporto ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd come tracciante sia dalla provenienza delle REE che delle direzioni delle correnti marine tra bacini contigui. In particolare la direzione delle correnti oceaniche profonde è stata studiata utilizzando la variazione del rapporto isotopico del neodimio delle acque marine attuali, dei noduli ferro magnesiaci e dei sedimenti marini che si sono deposti durante il Quaternario. I dati ottenuti hanno permesso di ricostruire la circolazione oceanica negli ultimi 2 Ma: un importante parametro per studiare i cambiamenti climatici globali (Scher e Martin, 2004).
Le sorgenti di neodimio comprendono:
- I fiumi;
- I fluidi diagenetici rilasciati dai sedimenti sepolti sui fondi oceanici;
- Il particolato proveniente dall’atmosfera;
- I fluidi idrotermali.

L’erosione dei continenti operata dalle acque superficiali e il trasporto fluviale rappresentano le maggiori fonti di apporti di neodimio negli oceani.
La composizione isotopica del neodimio disciolto nelle acque dei fiumi e di quello del loro carico solido dà informazioni sull’età e sulla litologia delle sorgenti locali di neodimio.
Per quanto riguarda il neodimio presente nelle sorgenti idrotermali, questo viene facilmente precipitato nei minerali che si formano, pertanto, la sua influenza è efficace solo nelle aree prossime alla zona sorgente. [...]