Gli scienziati sanno da tempo che una riduzione delle correnti dell'Oceano Atlantico che portano acqua calda nell'emisfero settentrionale dai tropici ha creato un raffreddamento improvviso noto come periodo freddo del Dryas più giovane quasi 13, 000 anni fa, ma la causa di questo fenomeno non è stata provata.

Ora un team di scienziati degli Stati Uniti e del Canada pensa di avere la risposta:ingresso di acqua dolce dalla calotta glaciale Laurentide che si ritira dal bacino del Lago Superiore, creando un fiume attraverso i Grandi Laghi inferiori fino al Golfo di San Lorenzo e al Nord Atlantico.

I risultati sono importanti perché potrebbe accadere di nuovo, un risultato sia dello scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia che di un aumento significativo dell'acqua dolce dall'Artico attraverso l'aumento della pioggia e della neve. Lo studio evidenzia anche quanto sia sensibile la corrente atlantica ai cambiamenti nell'ingresso di acqua dolce.

I risultati dello studio sono stati pubblicati online in Geologia , una pubblicazione della Geological Society of America.

"E' stato ben documentato che il ribaltamento della circolazione meridionale dell'Atlantico, o AMOC, rallentato a causa dell'acqua dolce, ma c'è stato poco accordo su come, " ha osservato Anders Carlson, un geologo dell'Oregon State University e coautore dello studio. "Alcuni scienziati hanno sostenuto per anni che è stato questo percorso d'acqua dolce, ma altri dicono che la regione era ancora ghiacciata quando iniziò il periodo di raffreddamento.

"Alcune persone hanno persino ipotizzato che una cometa abbia causato il periodo di raffreddamento. Abbiamo trovato prove convincenti, però, che era acqua dolce, un fiume delle dimensioni del Mississippi che sfociava nell'Atlantico settentrionale".

La chiave della scoperta del gruppo di ricerca è arrivata dal campionamento dei massi nella regione in cui un tempo la calotta glaciale Laurentide dominava l'emisfero settentrionale, coprendo circa 5 milioni di miglia quadrate e raggiungendo uno spessore di 8, 000 a 10, 000 piedi in alcuni punti. L'ultima glaciazione è stata al massimo intorno al 23, 000 anni fa e ha dominato il paesaggio fino a quando non ha iniziato a ritirarsi mentre il pianeta si riscaldava.

Il ritiro glaciale ha richiesto più di 10, 000 anni, Carlson ha notato, ma il "punto di svolta" che ha causato la riduzione della corrente atlantica potrebbe essere avvenuto in una sola estate.

"Mentre la calotta di ghiaccio si ritirava, c'erano enormi laghi d'acqua dolce che scorrevano lungo il Mississippi e nel Golfo del Messico, " ha detto Carlson. "Ma a un certo punto, la regione del Lago Superiore si è liberata dai ghiacci ed è stato come rimuovere una diga. Quell'acqua si è spostata da un drenaggio meridionale a un drenaggio orientale, e nell'Atlantico settentrionale".

Il risultato è stato un significativo raffreddamento del Nord Atlantico che ha portato a temperature più basse sulla terraferma, fino a 10 gradi Celsius (o circa 18 gradi Fahrenheit) in poco più di un secolo.

Carlson e i suoi colleghi sono andati sul campo per vedere se potevano scoprire quando il bacino del Lago Superiore è diventato libero dal ghiaccio, aprendo così il percorso d'acqua dolce verso il Nord Atlantico. Hanno campionato i massi in tutta la regione per vedere per quanto tempo erano stati esposti ai raggi cosmici. Quando quei raggi cosmici colpiscono il quarzo nella roccia, divide gli elementi e crea il berillio-10.

"Essenzialmente quello che abbiamo fatto è stato misurare la scottatura solare sulle rocce, " Carlson ha detto. "Il bombardamento cosmico di neutroni lascia un'immagine chiara di quando quei massi sono stati esposti per la prima volta al sole. Le prove mostrano che il Lago Superiore è stato deglaciato 13, 000 anni fa, molto prima di quanto si pensasse".

La prova del masso è stata resa possibile grazie all'uso di uno spettrometro di massa delle dimensioni di un campo da basket della Purdue University. La tecnica, denominata spettrometria di massa con acceleratore, utilizza un acceleratore di particelle di fisica nucleare di vecchia generazione per misurare i singoli atomi - in questo caso, berillio-10 – prodotto in questi massi dai raggi cosmici.

"Questo nuovo approccio ci consente di restringere l'intervallo di tempo in cui le aree diventano prive di ghiaccio dalle scale temporali millenarie fino a pochi secoli, "ha detto Marc Caffè, un fisico di Purdue e coautore dello studio. "Andando avanti, ci permetterà di essere molto più precisi nella misurazione dell'arretramento dei margini del ghiaccio e della loro relazione con il cambiamento climatico. Una chiave per comprendere i cambiamenti climatici futuri è una comprensione dettagliata dei cambiamenti climatici passati".

Sebbene i risultati di questo studio possano aver risolto una controversia di vecchia data, dicono i ricercatori, molti aspetti del cambiamento climatico del passato sono ancora poco compresi. Il bombardamento cosmico dei materiali di superficie fornisce un orologio che i ricercatori possono utilizzare per comprendere le relazioni causa-effetto nei cambiamenti climatici passati.

Ci vorrebbe un aumento significativo dell'ingresso di acqua dolce nel Nord Atlantico per capovolgere nuovamente le correnti, Carlson ha sottolineato - lo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia su circa 1, 300 anni insieme a un enorme aumento di acqua dolce dall'Artico.

"I modelli mostrano che man mano che il pianeta si riscalda, l'Artico riceverà più neve in inverno e più pioggia in estate, " ha detto Carlson. "L'aumento delle precipitazioni sta già avvenendo".