Nella recente storia della Terra, il clima è variato dopo ~100, 000 anni, cicli glaciali-interglaciali con temperature più alte e più basse e concentrazioni di gas serra. Durante le condizioni glaciali più fredde, le temperature medie globali erano di circa 5 °C più fredde di quelle presenti con circa la metà di anidride carbonica nell'atmosfera. Questi cicli sono stati scanditi da variazioni nell'orbita terrestre, ma c'è ancora una comprensione limitata dei tipi, dimensioni e tempistiche dei processi specifici che hanno portato alle variazioni di temperatura e di gas serra.

Uno studio di analisi dei dati/modellazione del sistema terrestre appena pubblicato in PNAS ( Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America) mostra che l'immissione di polvere nell'atmosfera e nell'oceano aumentava esponenzialmente con la diminuzione della temperatura e che questo input potenziato amplificava il raffreddamento globale e la riduzione dell'anidride carbonica durante le condizioni glaciali più fredde.

Come spiegato dal professor Gary Shaffer (Università di Magallanes (Cile), e Istituto Niels Bohr, University of Copenhagen) che ha guidato lo studio, questo "fornisce un tassello importante al puzzle del ciclo climatico glaciale-interglaciale e sottolinea l'importante ruolo delle polveri nel sistema climatico".

Dati sulla deposizione di polveri negli ultimi tre cicli glaciali

La polvere atmosferica raffredda la Terra riflettendo la luce solare in arrivo e modificando la formazione delle nuvole. Per di più, l'apporto di ferro trasportato dalla polvere alla superficie dell'oceano fertilizza la produzione biologica oceanica in alcune aree oceaniche, portando a una diminuzione dell'anidride carbonica nell'atmosfera.

Lo studio ha utilizzato i dati sulla deposizione di polvere negli ultimi tre cicli glaciali da latitudini subtropicali nell'emisfero settentrionale e alte latitudini nell'emisfero australe, punti caldi per il raffreddamento atmosferico e gli effetti di fertilizzazione degli oceani, rispettivamente, e ho trovato le dipendenze esponenziali dalla temperatura sopra menzionate. Le simulazioni con il modello del Centro danese per la scienza del sistema terrestre (DCESS) hanno mostrato il raffreddamento amplificato e la diminuzione dell'anidride carbonica per le condizioni glaciali più fredde.

Questi risultati mostrano che i feedback polvere-clima possono spiegare la spinta finale in condizioni glaciali estreme sia per la temperatura che per l'anidride carbonica, spiegando così circa un quarto del cambiamento interglaciale-glaciale totale per entrambe le proprietà.

Il professor Shaffer osserva che "I nostri risultati mostrano un feedback di raffreddamento positivo molto forte per le condizioni glaciali più fredde. Il raffreddamento porta a condizioni più secche e più polvere, mentre più polvere porta a più raffreddamento. Ma altri processi devono intervenire in condizioni glaciali estreme per invertire questa tendenza. Altrimenti la Terra si ghiaccierebbe come è successo nella storia antica della Terra. Anche in questo caso la polvere potrebbe svolgere un ruolo. Una maggiore deposizione di polvere sulle calotte glaciali dell'emisfero settentrionale le renderebbe meno riflettenti alla radiazione solare e si scioglierebbero più velocemente. Ciò a sua volta diminuirebbe il raffreddamento, sia da una minore riflettività che da una dimensione della calotta glaciale più piccola. Intendiamo affrontare questo problema nel lavoro futuro".