Nuovi risultati pubblicati oggi in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America (PNAS) dal Professor Joseph R. McConnell del Desert Research Institute (DRI), dottorato di ricerca, e colleghi documentano una serie di 192 anni di eruzioni vulcaniche in Antartide che hanno coinciso con la deglaciazione accelerata circa 17, 700 anni fa.

"Misure chimiche dettagliate nelle carote di ghiaccio antartiche mostrano che enormi, le eruzioni ricche di alogeni dal vulcano dell'Antartico occidentale Mt. Takahe hanno coinciso esattamente con l'inizio del più rapido, diffuso cambiamento climatico nell'emisfero australe durante la fine dell'ultima era glaciale e l'inizio dell'aumento delle concentrazioni globali di gas serra, "Secondo McConnell, che guida il laboratorio di analisi del nucleo di ghiaccio chimico ultra-traccia di DRI.

I cambiamenti climatici iniziati ~17, 700 anni fa includevano un improvviso spostamento verso i poli dei venti occidentali che circondavano l'Antartide con corrispondenti cambiamenti nell'estensione del ghiaccio marino, circolazione oceanica, e ventilazione dell'oceano profondo. La prova di questi cambiamenti si trova in molte parti dell'emisfero australe e in diversi archivi paleoclimatici, ma ciò che ha spinto questi cambiamenti è rimasto in gran parte inspiegabile.

"Sappiamo che il rapido cambiamento climatico in questo momento è stato innescato dai cambiamenti nell'insolazione solare e nelle calotte glaciali dell'emisfero settentrionale, " ha spiegato McConnell. "I cicli glaciali e interglaciali sono guidati dal sole e dai parametri orbitali della Terra che hanno un impatto sull'insolazione solare (intensità dei raggi solari) nonché dai cambiamenti nelle calotte glaciali continentali e dalle concentrazioni di gas serra".

"Ipotizziamo che queste eruzioni ricche di alogeni abbiano creato un buco nell'ozono stratosferico sull'Antartide che, analogo al moderno buco dell'ozono, ha portato a cambiamenti su larga scala nella circolazione atmosferica e nell'idroclima in tutto l'emisfero australe, " ha aggiunto. "Sebbene il sistema climatico fosse già pronto per il passaggio, sosteniamo che questi cambiamenti abbiano avviato il passaggio da uno stato climatico in gran parte glaciale a uno stato climatico in gran parte interglaciale. La probabilità che si tratti solo di una coincidenza è trascurabile".

Per di più, le ricadute di queste eruzioni - contenenti livelli elevati di acido fluoridrico e metalli pesanti tossici - si sono estese almeno 2, 800 chilometri dal Monte Takahe e probabilmente ha raggiunto il Sud America meridionale.

Come sono state scoperte e verificate queste massicce eruzioni vulcaniche antartiche?

Il laboratorio di carote di ghiaccio di McConnell consente misurazioni ad alta risoluzione di carote di ghiaccio estratte da regioni remote della Terra, come la Groenlandia e l'Antartide. Uno di questi nuclei di ghiaccio, noto come il nucleo del West Antarctic Ice Sheet Divide (WAIS Divide) è stato perforato a una profondità di oltre due miglia (3, 405 metri), e gran parte di esso è stato analizzato nel laboratorio DRI Ultra-Trace per più di 30 diversi elementi e specie chimiche.

Ulteriori analisi e studi di modellazione fondamentali per supportare i risultati degli autori sono stati effettuati da istituzioni che collaborano negli Stati Uniti e nel mondo.

"Questi precisi, registrazioni ad alta risoluzione illustrano che l'anomalia chimica osservata nella carota di ghiaccio WAIS Divide era il risultato di una serie di eruzioni del Monte Takahe situato a 350 chilometri a nord, " ha spiegato Monica Arienzo, dottorato di ricerca, un assistente professore di idrologia alla DRI che gestisce gli spettrometri di massa che consentono la misurazione di questi elementi fino a parti per quadrilione (l'equivalente di 1 grammo in 1, 000, 000, 000, 000, 000 grammi).

"Nessun altro record così duraturo è stato trovato nel 68, record WAIS Divide di 000 anni, " nota Michael Sigl, dottorato di ricerca, che per primo ha osservato l'anomalia durante l'analisi chimica del nocciolo. "Immagina l'ambiente, sociale, e impatti economici se una serie di moderne eruzioni esplosive persistesse per quattro o cinque generazioni alle latitudini più basse o nell'emisfero settentrionale dove vive la maggior parte di noi!"

La scoperta di questo evento unico nel record WAIS Divide non è stata la prima indicazione di un'anomalia chimica che si è verificata ~17, 700 anni fa.

"L'anomalia è stata rilevata in misurazioni molto più limitate della carota di ghiaccio di Byrd negli anni '90, " nota McConnell, "ma esattamente cosa fosse o cosa lo abbia creato non era chiaro. La maggior parte dei precedenti record di carote di ghiaccio antartico non hanno incluso molti degli elementi e delle specie chimiche che studiamo, come metalli pesanti ed elementi delle terre rare, che caratterizzano l'anomalia - quindi in molti modi questi altri studi erano ciechi all'evento del Monte Takahe."

I risultati iniziali di DRI sono stati confermati dall'analisi di campioni replicati da WAIS Divide, producendo risultati quasi identici.

"Abbiamo anche trovato l'anomalia chimica nel ghiaccio di altre due carote di ghiaccio antartiche, inclusi campioni archiviati del Byrd Core disponibili presso l'Università di Copenaghen e ghiaccio del ghiacciaio Taylor nelle valli secche antartiche, "ha detto Nathan Chellman, uno studente laureato che lavora nel laboratorio di McConnell.

L'estrazione del nucleo di ghiaccio WAIS-Divide e l'analisi nel laboratorio di DRI sono state finanziate dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti.

"La carota di ghiaccio WAIS Divide ci consente di identificare ciascuno degli ultimi 30, 000 anni di nevicate in singoli strati di ghiaccio, consentendo così un esame dettagliato delle condizioni durante la deglaciazione, "ha detto Paul Cutler, Responsabile del programma di glaciologia di NSF Polar Programs. "Il valore del nucleo WAIS Divide come record climatico ad alta risoluzione è chiaro in questi ultimi risultati ed è un'altra ricompensa per lo sforzo di otto anni per ottenerlo".