Circa 15 milioni di anni fa, quando l'atmosfera terrestre era sovraccaricata di anidride carbonica, gli oceani si sono riscaldati e il ghiaccio marino intorno all'Antartide è scomparso, provocando lo scioglimento di una parte significativa della calotta glaciale antartica e l'elevazione drammatica del livello globale del mare (a sinistra). Una nuova ricerca avverte che un mondo in fase di riscaldamento causato dall'aumento di anidride carbonica nell'atmosfera e associato a cambiamenti periodici nella geometria dell'orbita terrestre potrebbe riscaldare gli oceani, portando a una perdita di ghiaccio marino (a destra) e innescando un drammatico ritiro della calotta antartica, ed elevare il livello del mare in tutto il mondo. Credito:Richard Levy
Gli scienziati hanno a lungo ipotizzato che il sistema climatico del nostro pianeta sia intimamente legato ai moti celesti della Terra.
Il ritmo delle ultime ere glaciali, Per esempio, è attribuibile a cambiamenti nella forma dell'orbita del nostro pianeta attorno al sole, nonché a cambiamenti ciclici nell'inclinazione della Terra sul suo asse e la sua oscillazione "a forma di cima" su quell'asse, tutto ciò si combina per influenzare la distribuzione e l'intensità della radiazione solare.
Ora, si scopre che le variazioni nell'inclinazione assiale - ciò che gli scienziati chiamano "obliquità" - del pianeta hanno implicazioni significative per l'ascesa e la caduta della calotta antartica, la coltre di ghiaccio profonda chilometri che racchiude enormi volumi d'acqua che, se sciolto, aumenterebbe drasticamente il livello del mare e altererebbe le coste del mondo.
Scrivo questa settimana sul diario Geoscienze naturali , un team guidato da Richard Levy della GNS Science della Nuova Zelanda e dalla Victoria University di Wellington, e Stephen Meyers dell'Università del Wisconsin-Madison descrive la ricerca che abbina la registrazione geologica del ghiaccio dell'Antartide con i periodici moti astronomici della Terra. Confrontando i due record, i ricercatori della Nuova Zelanda e del Wisconsin ricapitolano la storia della calotta glaciale antartica durante la maggior parte degli ultimi 34 milioni di anni, a partire dalla prima formazione della calotta di ghiaccio.
Alla base della nuova prospettiva della calotta antartica c'è una raffinata valutazione della sensibilità del sistema climatico terrestre ai cambiamenti nell'obliquità, un potente strumento per sondare la storia ghiacciata dell'Antartide.
La ricerca è importante perché evidenzia il modello di crescita e decadimento della calotta glaciale nel tempo geologico, compresa la presenza di ghiaccio marino, uno strato sottile e fragile di oceano ghiacciato che circonda l'Antartide. Una scoperta critica suggerisce che in un mondo riscaldato da una quantità crescente di anidride carbonica atmosferica, una perdita di ghiaccio marino probabilmente amplificherebbe gli effetti ciclici dell'obliquità della Terra sulla calotta glaciale mentre le acque oceaniche si riscaldano. Una perdita di ghiaccio marino dovuta al riscaldamento climatico potrebbe innescare l'instabilità della calotta glaciale antartica con gravi implicazioni per i livelli globali del mare.
"Ciò che fa questo studio è caratterizzare la crescita e il decadimento della calotta glaciale antartica e fa luce su ciò che la sta costringendo a cambiare, " spiega Meyers, un professore di geoscienza alla UW-Madison ed esperto di come il clima risponde ai cambiamenti nella radiazione solare dai moti astronomici della Terra. "Ciò che è diventato evidente attraverso questo lavoro e altri studi è che lo strato di ghiaccio antartico non è solo seduto lì. È vulnerabile al decadimento".
Misurato per la prima volta alla fine degli anni '50 dal glaciologo Charles Bentley di UW-Madison, solo la calotta glaciale dell'Antartide occidentale contiene abbastanza ghiaccio da alzare il livello del mare di circa 5 metri. La calotta glaciale continentale è, di gran lunga, la più grande massa di ghiaccio sulla Terra. Miglia di profondità in luoghi e contenenti più di 26 milioni di chilometri cubi di ghiaccio. La calotta di ghiaccio è così pesante, Bentley e i suoi colleghi scoprirono, che gran parte della calotta glaciale dell'Antartico occidentale si trova sulla terraferma a migliaia di metri sotto il livello del mare, rendendolo uno strato di ghiaccio marino in alcuni punti.
Lastre di ghiaccio marino, nota Levy e Meyers, sono particolarmente sensibili al calore fornito dalle correnti oceaniche. I rapidi flussi di ghiaccio dell'interno dell'Antartico occidentale sono sostenuti da banchi di ghiaccio galleggianti, che, se diminuiti o persi, aumentano la possibilità di un flusso incontrollato di ghiaccio marino dell'Antartide occidentale.
La nuova ricerca suggerisce che una riduzione del ghiaccio marino dovuta ai cambiamenti climatici eroderebbe la barriera che mantiene la calotta glaciale, comprese le parti di essa sotto il livello del mare, in posizione.
"Il ghiaccio marino crea una barriera tra l'oceano e il ghiaccio. Se non raggiungiamo gli obiettivi di emissione di anidride carbonica e la temperatura media della Terra si riscalda di oltre 2 gradi Celsius, il ghiaccio marino diminuirà e salteremo in un mondo più simile a quello sperimentato per l'ultima volta durante la prima metà del Miocene, "dice Levi, facendo riferimento a un'epoca geologica terminata circa 14 milioni di anni fa, quando la Terra e le sue regioni polari erano molto più temperate, con un'atmosfera sovraccaricata di anidride carbonica e temperature globali, in media, più caldo di 3 o 4 gradi Celsius (da 7 a 9 gradi Fahrenheit).
Per ricreare la storia della calotta glaciale, Meyers e Levy si sono rivolti ai reperti geologici che circondano l'Antartide e li hanno collegati a nuclei di sedimenti marini di acque profonde più distanti contenenti i gusci fossili di organismi microscopici che abitano gli oceani noti come foraminiferi, o forami. La chimica dei gusci di foram, isotopi di ossigeno in particolare, contiene una firma che documenta il flusso e riflusso del ghiaccio antartico, Meyers spiega. I forami che vivono nell'oceano profondo accumulano isotopi nei loro gusci, e diversi isotopi di ossigeno possono fornire una registrazione chimica dettagliata dei volumi mutevoli della calotta glaciale antartica.
Questi record geologici, dire Levy e Meyers, suggeriscono una significativa variabilità nelle dimensioni della calotta glaciale antartica guidata dai prevedibili cambiamenti nei parametri astronomici della Terra e dai cambiamenti di soglia nei livelli di anidride carbonica atmosferica. Prima di questa nuova ricerca, il motivo per cui la calotta glaciale ha risposto in modo diverso agli stessi cicli astronomici in momenti diversi era un enigma. Il collegamento di questi cicli a una registrazione chimica dettagliata suggerisce che l'elevata anidride carbonica nell'atmosfera e la conseguente perdita di ghiaccio marino intorno all'Antartico hanno svolto un ruolo importante nell'amplificare gli effetti dei cambiamenti nei movimenti astronomici della Terra sulla durata e sulla stabilità del ghiaccio antartico Lenzuolo.
"Tutti questi dati suggeriscono che dobbiamo smantellarci e ridurre le nostre emissioni di gas serra, "dice Levi, osservando che il 2017 e il 2018 hanno visto la riduzione del ghiaccio marino antartico dopo diversi decenni di crescita. "Non vogliamo perdere quel ghiaccio marino."
