È noto che le eruzioni vulcaniche raffreddano il clima globale, ma possono anche esacerbare lo scioglimento delle calotte glaciali, secondo un articolo pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura .

I ricercatori che hanno analizzato le carote di ghiaccio e i depositi di acqua di fusione hanno scoperto che le antiche eruzioni hanno causato lo scioglimento immediato e significativo della calotta glaciale che copriva gran parte dell'Europa settentrionale alla fine dell'ultima era glaciale, circa 12, 000 a 13, 000 anni fa.

"In un arco di tempo di 1, 000 anni, abbiamo scoperto che le eruzioni vulcaniche generalmente corrispondono a un aumento dello scioglimento della calotta glaciale entro un anno circa, " dice l'autore principale Francesco Muschitiello, che ha completato la ricerca come borsista post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University.

Questi non erano vulcani in eruzione sopra o vicino alla calotta glaciale, ma si trova a mille miglia di distanza in alcuni casi. Le eruzioni sollevarono nel cielo enormi nuvole di cenere, e quando la cenere cadde sulla lastra di ghiaccio, il suo colore più scuro faceva sì che il ghiaccio assorbesse più calore solare del solito.

"Sappiamo che se hai del ghiaccio più scuro, diminuisci la riflettanza e si scioglie più velocemente. È scienza di base, "dice Muschitiello. "Ma nessuno finora è stato in grado di dimostrare questo legame diretto tra vulcanismo e scioglimento dei ghiacci quando si tratta di climi antichi".

La scoperta proviene dalle sezioni trasversali di giacimenti, chiamate varve glaciali, la maggior parte dei quali era stata raccolta negli anni '80 e '90. Le varve sono i sedimenti stratificati che si formano quando l'acqua di disgelo al di sotto di una calotta glaciale indirizza grandi quantità di detriti nei laghi vicino al bordo della calotta. Come gli anelli di un albero, gli strati di una varva glaciale raccontano le condizioni di ogni anno; uno strato più spesso indica più fusione, poiché ci sarebbe stato un volume d'acqua maggiore per trasportare il sedimento.

Il team ha anche confrontato le varve con i nuclei della calotta glaciale della Groenlandia, i cui strati contengono un record di antiche condizioni atmosferiche. Il test di quegli strati per i solfati ha rivelato in quali anni si sono verificate eruzioni vulcaniche esplosive, che tendono a rilasciare grandi quantità di cenere. Abbinando gli strati di ghiaccio con strati di varve degli stessi periodi di tempo, il team ha scoperto che anni con attività vulcanica esplosiva corrispondevano a strati di varve più spessi, indicando un maggiore scioglimento della calotta glaciale dell'Europa settentrionale.

Muschitiello e i suoi colleghi hanno studiato un periodo che va dai 13, da 200 a 12, 000 anni fa, quando l'ultima era glaciale stava passando al clima caldo di oggi. Si sono concentrati in particolare sulle eruzioni vulcaniche nelle alte latitudini settentrionali, eventi simili alle eruzioni del 2010 del vulcano islandese Eyjafjallajökull. Sebbene quell'eruzione fosse relativamente minore, la sua grande nuvola di cenere ha bloccato il traffico aereo in gran parte dell'Europa per circa una settimana.

Quanto scioglimento potrebbe causare un'eruzione del genere? "È difficile dargli un numero esatto, ", afferma il glaciologo e coautore James Lea dell'Università di Liverpool. "Dipende da molti fattori". Eseguendo migliaia di simulazioni di modelli, il team ha scoperto che la quantità di fusione dipende dalla singola eruzione, in quale stagione si verifica, le condizioni del manto nevoso in quel momento, e l'elevazione della calotta glaciale. "Cambia uno di questi e otterrai diverse quantità di fusione, " dice Lea. Negli scenari peggiori, il modello prevedeva che la deposizione di cenere avrebbe rimosso tra 20 centimetri e quasi un metro di ghiaccio dalla superficie delle parti più alte della calotta glaciale.

I risultati del modello dovrebbero essere presi con le pinze, Muschitiello avverte, a causa di incertezze sulle condizioni passate. Però, perché il team ha simulato una gamma molto ampia di condizioni potenziali, è sicuro che la vera risposta della calotta glaciale risieda da qualche parte all'interno del loro raggio d'azione.

Michael Sig., un paleoclimatologo dell'Istituto Paul Scherrer in Svizzera che non era coinvolto nel nuovo studio, dice che l'ipotesi che le particelle di cenere possano contrastare gli effetti di raffreddamento delle eruzioni vulcaniche è intrigante. Ma, Egli ha detto, "le coincidenze nei tempi degli eventi di rapido scioglimento della calotta glaciale e nelle date delle eruzioni non implicano automaticamente la causalità, e potrebbero esserci altri scenari che potrebbero essere coerenti con i dati presentati." Il lavoro di Sigl ha trovato un legame tra l'esaurimento dell'ozono indotto dall'eruzione e la deglaciazione nell'emisfero australe. Tuttavia, lui dice, il nuovo studio mostra che è necessario più lavoro per comprendere gli effetti delle emissioni di aerosol dalle eruzioni vulcaniche.

I risultati preliminari suggeriscono che "le calotte glaciali attuali sono potenzialmente molto vulnerabili alle eruzioni vulcaniche, " dice Muschitiello. Indicano anche un possibile buco nei modelli climatici che gli scienziati usano per fare previsioni sul futuro:i modelli attualmente non simulano la risposta delle calotte glaciali ai cambiamenti nella deposizione di particolato dall'atmosfera in modo interattivo.

Un'altra implicazione intrigante è che la ricerca precedente ha suggerito che lo scioglimento delle calotte glaciali e dei ghiacciai potrebbe aumentare la frequenza delle eruzioni vulcaniche nelle aree ghiacciate alleggerendo i carichi sulla crosta terrestre, permettendo al magma sottostante di salire. Se il legame tra vulcanismo e scioglimento della calotta glaciale è confermato, potrebbe indicare la presenza di un cosiddetto "circuito di feedback positivo" in cui le eruzioni esacerbano lo scioglimento, e più fusione provoca più eruzioni, e così via.

Muschitiello afferma che lo studio "può darci suggerimenti sui meccanismi in gioco quando ci si aspetta un rapido cambiamento climatico".