Un team guidato dalla geochimica Dr. Katharina Pahnke di Oldenburg ha scoperto importanti prove che l'aumento dei livelli di anidride carbonica atmosferica alla fine dell'ultima era glaciale è stato innescato dai cambiamenti nell'Oceano Antartico. I ricercatori dell'Istituto di chimica e biologia dell'ambiente marino dell'Università di Oldenburg (ICBM), l'Istituto Max Planck per la microbiologia marina a Brema e l'Istituto Alfred Wegener, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) è stato in grado di dimostrare che il profondo Pacifico meridionale era fortemente stratificato durante l'ultima era glaciale, e avrebbe quindi potuto facilitare a lungo termine, stoccaggio in acque profonde del gas serra biossido di carbonio (CO2). Lo studio, che è stato ora pubblicato sulla rivista accademica Scienza , indica anche che nel corso del riscaldamento successivo alla fine dell'ultima era glaciale il mescolamento delle masse di acque profonde è aumentato, rilasciando CO2 immagazzinata e migliorando il riscaldamento globale.

L'Oceano Antartico svolge un ruolo importante negli eventi climatici perché la CO2 può essere assorbita dall'atmosfera nell'oceano. Quando quantità maggiori di polvere si depositano nell'acqua di mare, le alghe microscopiche si moltiplicano perché il ferro contenuto nella polvere funge da fertilizzante. Quando queste alghe unicellulari muoiono, affondano sul fondo dell'oceano, portando con sé l'anidride carbonica sequestrata. Per garantire la rimozione a lungo termine della CO2 dall'atmosfera, però, deve essere conservato in condizioni stabili in acque profonde per lunghi periodi di tempo.

Per scoprire come si sono sviluppate le masse d'acqua nel profondo Pacifico meridionale negli ultimi 30 anni, 000 anni, il team ha recuperato carote di sedimenti da profondità d'acqua comprese tra 3, 000 e più di 4, 000 metri durante una spedizione della nave da ricerca "Polarstern" nel Pacifico meridionale. I geochimici Dr. Chandranath Basak e Dr. Henning Fröllje dell'ICBM, i due principali autori dello studio, estratto minuscoli denti e altri detriti scheletrici di pesci fossili dal sedimento per analizzare il loro contenuto di isotopi del neodimio, un metallo delle terre rare.

"Il neodimio è particolarmente utile per identificare masse d'acqua di diversa origine, " ha detto Pahnke, il capo del gruppo di ricerca Max Planck per la geochimica degli isotopi marini con sede presso l'ICBM e l'Istituto Max Planck per la microbiologia marina di Brema, spiegando che ogni strato d'acqua ha la sua caratteristica firma al neodimio. I rapporti isotopici di questo elemento variano a seconda del bacino oceanico da cui proviene l'acqua. Ad esempio, la massa d'acqua più fredda e quindi più profonda nel Pacifico meridionale si forma sulla piattaforma continentale dell'Antartide e porta una distinta firma al neodimio. Sovrastante questa massa c'è uno strato che unisce l'acqua del Nord Atlantico, il Pacifico meridionale e il Pacifico settentrionale e quindi è contrassegnato da una firma diversa.

Utilizzo di detriti di pesce in sedimenti di acque profonde, i ricercatori sono stati in grado di tracciare le variazioni delle concentrazioni di neodimio a diverse profondità nel corso del tempo. Il risultato:al culmine dell'ultima era glaciale circa 20, 000 anni fa, la firma al neodimio di campioni prelevati da profondità inferiori a 4, 000 metri era significativamente inferiore rispetto a profondità inferiori. "L'unica spiegazione per una differenza così pronunciata è che non c'era mescolanza delle masse d'acqua in quel momento, " disse Fröllje, che attualmente lavora presso l'Università di Brema. Lui ei suoi colleghi hanno concluso da ciò che le acque profonde erano fortemente stratificate durante il periodo glaciale.

Poiché il clima nell'emisfero australe è diventato più caldo verso la fine dell'ultima era glaciale intorno ai 18 anni, 000 anni fa, la stratificazione delle masse d'acqua è stata scomposta e i valori di neodimio a diverse profondità convergevano. "Probabilmente c'era più miscelazione perché la densità dell'acqua è diminuita a causa del riscaldamento, Ha spiegato Pahnke. Questo ha poi portato al rilascio dell'anidride carbonica immagazzinata in acque profonde.

Da qualche tempo i ricercatori sul clima stanno speculando sul perché le fluttuazioni dei livelli di CO2 atmosferica seguissero lo stesso schema della temperatura nell'emisfero meridionale, mentre la temperatura nel nord a volte andava contro queste fluttuazioni. Una teoria è che alcuni processi nell'Oceano Antartico abbiano svolto un ruolo importante.

"Con le nostre analisi abbiamo per la prima volta fornito prove concrete a sostegno della teoria che esiste una connessione tra le fluttuazioni di CO2 e la stratificazione nell'Oceano Antartico, " ha detto il co-autore dello studio Dr. Frank Lamy dell'AWI a Bremerhaven. L'attuale studio supporta l'ipotesi che il riscaldamento dell'emisfero australe abbia rotto la stratificazione stabile nell'Oceano Antartico, con conseguente rilascio dell'anidride carbonica immagazzinata in queste acque.