Tappe fondamentali delle grandi glaciazioni

Un nuovo studio ha descritto per la prima volta una tappa fondamentale all'inizio delle grandi glaciazioni e indica che può accadere al nostro pianeta in futuro.

La caratteristica dominante del trasferimento di massa su larga scala nell'oceano moderno è la circolazione ribaltante meridionale dell'Atlantico (AMOC). La geometria e il vigore di questa circolazione influenzano il clima globale su varie scale temporali. L'evidenza paleoceanografica suggerisce che durante i periodi glaciali degli ultimi 1,5 milioni di anni l'AMOC aveva caratteristiche notevolmente diverse da oggi; nel bacino atlantico, le acque profonde originarie dell'Oceano Antartico sono aumentate di volume, mentre al di sopra di esse il nucleo delle acque profonde del Nord Atlantico (NADW) si è ridotto. L'assenza di prove sull'origine di questo fenomeno significa che la sequenza di eventi che portano alle condizioni glaciali globali rimane poco chiara.

Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature (1) afferma di aver trovato una nuova connessione che potrebbe spiegare l'inizio delle ere glaciali sulla Terra.

Secondo il dottor Francisco J. Jiménez-Espejo, (2) ricercatore presso l'Andalusian Earth Sciences Institute (CSIC-UGR), le cui scoperte sono state recentemente pubblicate sulla prestigiosa rivista Nature, lo scioglimento degli iceberg antartici potrebbe contenere la chiave per l'attivazione di una serie di meccanismi che fanno sì che la Terra subisca periodi prolungati di raffreddamento globale.

È noto da tempo che i cambiamenti nell'orbita della Terra, mentre si muove intorno al Sole, innescano l'inizio o la fine dei periodi glaciali influenzando la quantità di radiazione solare che raggiunge la superficie del pianeta. Tuttavia, fino ad ora, la questione di come piccole variazioni nell'energia solare che ci raggiunge possano portare a cambiamenti così drammatici nel clima del pianeta è rimasta un mistero.

In questo nuovo studio, un gruppo multinazionale di ricercatori propone che, quando l'orbita terrestre attorno al sole è quella giusta, gli iceberg antartici iniziano a sciogliersi sempre più lontano dal continente, spostando enormi volumi di acqua dolce dall'Oceano Antartico nell'Atlantico.

Questo processo fa sì che l'Oceano Antartico diventi sempre più salato, mentre l'Oceano Atlantico diventa più fresco, influenzando i modelli generali di circolazione oceanica, assorbendo CO₂ dall'atmosfera e riducendo il cosiddetto effetto serra. Queste sono le fasi iniziali che segnano l'inizio di un'era glaciale sul pianeta.

All'interno di questo studio, gli scienziati hanno utilizzato diverse tecniche per ricostruire le condizioni oceaniche in passato, anche identificando minuscoli frammenti di roccia che si erano staccati dagli iceberg antartici mentre si scioglievano nell'oceano. Questi depositi sono stati ottenuti da carote di sedimenti marini recuperati dall'International Ocean Discovery Program (IODP) durante la spedizione 361 al largo dei margini del mare del Sud Africa. Queste carote di sedimenti hanno permesso agli scienziati di ricostruire la storia degli iceberg che hanno raggiunto queste latitudini negli ultimi milioni di anni, essendo questa una delle registrazioni più continue conosciute.

Simulazioni climatiche

Lo studio descrive come questi depositi rocciosi sembrano essere costantemente associati a variazioni nella circolazione oceanica profonda, che è stata ricostruita da variazioni chimiche in minuscoli fossili di acque profonde noti come foraminiferi. Il team ha anche utilizzato nuove simulazioni climatiche per testare le ipotesi proposte, scoprendo che enormi volumi di acqua dolce vengono trasportati verso nord dagli iceberg.

Il primo autore dell'articolo, il dottor Aidan Starr (3) dell'Università di Cardiff, osserva che i ricercatori sono «sorpresi di aver scoperto che questa teleconnessione è presente in ciascuna delle diverse ere glaciali degli ultimi 1,6 milioni di anni. Ciò indica che l'Oceano Antartico gioca un ruolo importante nel clima globale, qualcosa che gli scienziati hanno intuito da tempo, ma che ora abbiamo chiaramente dimostrato».

Il dottor Francisco J. Jiménez Espejo, un ricercatore della IACT, ha partecipato in qualità di specialista in geochimica inorganica e proprietà fisiche durante la spedizione IODP 361 a bordo della nave da ricerca JOIDES Resolution. Per due mesi, tra gennaio e marzo 2016, il team di ricerca ha navigato tra Mauritius e Città del Capo, raccogliendo carote di sedimenti di acque profonde.

Il contributo principale di Jiménez Espejo allo studio si è concentrato sull'identificazione delle variazioni geochimiche associate ai periodi glaciali e interglaciali, che ha permesso di stimare con maggiore precisione l'età del sedimento e la sua sensibilità ai diversi cambiamenti ambientali associati a quei periodi.

Nel corso degli ultimi 3 milioni di anni, la Terra ha iniziato a subire un periodico raffreddamento glaciale. Durante l'episodio più recente, circa 20.000 anni fa, gli iceberg hanno raggiunto ininterrottamente le coste atlantiche della penisola iberica dall'Artico. Attualmente, la Terra si trova in un caldo periodo interglaciale noto come Olocene.

Tuttavia, il progressivo aumento della temperatura globale associato alle emissioni di CO₂ delle attività industriali potrebbe influenzare il ritmo naturale dei cicli glaciali. In definitiva, l'Oceano Antartico potrebbe diventare troppo caldo perché gli iceberg antartici siano in grado di trasportare acqua dolce a nord, e quindi una fase fondamentale all'inizio delle ere glaciali - le variazioni nella circolazione termoalina - non avrebbe luogo.

Il dottor Ian Hall, ricercatore dell'Università di Cardiff, che ha co-diretto la spedizione scientifica, indica che i risultati potrebbero contribuire a comprendere come il clima della Terra possa rispondere ai cambiamenti antropici. Allo stesso modo, Jiménez Espejo, osserva che «l'anno scorso, durante una spedizione a bordo della Hespérides, la nave di ricerca della Marina spagnola, abbiamo osservato l'immenso iceberg A-68 che si era appena spezzato in più pezzi vicino alle isole della Georgia del Sud. Il riscaldamento potrebbe causare l'alterazione delle traiettorie e dei modelli di fusione di questi grandi iceberg in futuro, influenzando le correnti e, quindi, il nostro clima e la validità dei modelli che gli scienziati utilizzano per prevederlo».

Riferimenti:

(1) Antarctic icebergs reorganize ocean circulation during Pleistocene glacials

(2) Francisco J. Jiménez-Espejo

(3) Aidan Starr

Descrizione foto: Campionamento di un iceberg durante la spedizione di ricerca Powell 2020 vicino alla base antartica spagnola “Juan Carlos I” / José Abel Flores. - Credit: University of Granada.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: The melting of large icebergs is a key stage in the evolution of ice ages