Un milione di anni fa, un modello di lunga data di glaciazioni alternate e periodi caldi è cambiato radicalmente, quando le ere glaciali sono diventate improvvisamente più lunghe e più intense. Gli scienziati sospettavano da tempo che ciò fosse collegato al rallentamento di un sistema chiave di correnti dell'Oceano Atlantico che oggi sta di nuovo rallentando. Un nuovo studio sui sedimenti del fondo atlantico collega direttamente questo rallentamento con un massiccio accumulo di carbonio trascinato dall'aria nell'abisso. Con il sistema in esecuzione alla massima velocità, questo carbonio sarebbe percolato di nuovo nell'aria abbastanza rapidamente, ma durante questo periodo ristagnava nelle profondità. Ciò suggerisce che il prelievo di carbonio ha raffreddato il pianeta, l'opposto dell'effetto serra che stiamo vedendo ora, mentre gli esseri umani pompano carbonio nell'atmosfera. Ma se la corrente continua a rallentare ora, non dovremmo aspettarci che ci aiuti immagazzinando le nostre emissioni; eventualmente il contrario. Lo studio, guidato dai ricercatori del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University, appare questa settimana sul giornale Geoscienze naturali .

Gli scienziati hanno preso di mira un sistema di correnti chiamato circolazione di ribaltamento meridionale dell'Atlantico, o AMOC. Fluendo verso nord vicino alla superficie, trasporta caldo, acqua salata da vicino all'equatore fino alle latitudini vicino alla Groenlandia e al nord Europa. Qui, colpisce l'acqua più fredda dell'Artico, si addensa e sprofonda nell'abisso, portando con sé grandi quantità di carbonio assorbito dall'atmosfera. L'acqua profonda poi torna a sud, dove gran parte di esso riemerge nell'Oceano Meridionale, per rilasciare il carbonio nell'aria. Il viaggio si svolge nel corso di decenni o secoli.

Uno studio del 2014 del geochimico Lamont-Doherty Steven Goldstein e del suo allora studente Leopoldo Pena, entrambi coautori del nuovo studio, ha mostrato che questa corrente è bruscamente rallentata intorno al 950, 000 anni fa. Il nuovo studio mostra che questo rallentamento è direttamente correlato a un enorme accumulo di carbonio nel profondo Atlantico, e la corrispondente diminuzione del carbonio nell'aria. Questo evento è stato l'apparente innesco di una serie di ere glaciali che si sono verificate ogni 100, 000 anni, rispetto a quelli precedenti che si verificavano circa ogni 40, 000 anni, e che hanno accumulato meno ghiaccio di quelli che sono venuti dopo. Gli scienziati chiamano questo punto di svolta la transizione del Pleistocene medio, e il nuovo modello è persistito fino all'ultima era glaciale, che si è conclusa verso le 15, 000 anni fa. Esattamente perché il modello è continuato nessuno lo sa, ma lo studio dimostra chiaramente che il carbonio mancante nell'aria è finito nell'oceano, e ha avuto un potente effetto sul clima.

"È una relazione uno a uno. È stato come premere un interruttore, " ha detto l'autore principale Jesse Farmer, che ha svolto il lavoro durante il dottorato di ricerca. studente a Lamont-Doherty. "Ci mostra che c'è un'intima relazione tra la quantità di carbonio immagazzinata nell'oceano, e cosa sta facendo il clima”.

I ricercatori hanno raggiunto le loro scoperte analizzando i nuclei di sedimenti di acque profonde prelevati nell'Atlantico meridionale e settentrionale, dove passavano antiche acque profonde e lasciavano indizi chimici sul loro contenuto nei gusci di creature microscopiche. La loro analisi ha confermato lo studio del 2014 che mostrava che l'AMOC si è indebolito in una misura mai vista prima, intorno al 950, 000 anni fa, e per un tempo insolitamente lungo. A causa di ciò, le acque profonde hanno raccolto circa 50 miliardi di tonnellate in più di carbonio rispetto alle precedenti glaciazioni, equivalenti a circa un terzo delle emissioni umane che tutti gli oceani del mondo hanno finora assorbito oggi. (Per il contesto, gli oceani oggi assorbono circa un quarto di ciò che emettiamo; terra e vegetazione occupano un terzo. Il resto rimane nell'aria.)

Nel periodo caldo che precede questo evento, l'atmosfera aveva contenuto circa 280 parti per milione di carbonio; con il rallentamento, l'anidride carbonica nell'aria è scesa a 180 ppm, misurato dalle carote di ghiaccio. Il carbonio atmosferico era sprofondato anche durante le precedenti glaciazioni, ma da 280 ppm fino a circa 210 ppm. (A causa delle emissioni umane negli ultimi due secoli, questa normale cifra ripetuta di 280 ppm dell'era calda è diventata obsoleta; il carbonio atmosferico è ora fino a circa 410 ppm.)

Ad un certo punto, la corrente si è svegliata di nuovo, e le cose si sono riscaldate per un po' prima di ricadere in un'altra era glaciale altrettanto estrema, dopo 100, 000 anni. "Ci sono molte idee su cosa ha causato questi cambiamenti, ma è difficile dire quale sia stato il grilletto, " disse Bärbel Hönisch, Consulente dell'agricoltore e coautore dello studio. "Ci sono diverse viti che potresti immaginare di girare, e molte viti allentate."

Un'idea, sposato dal gruppo di Goldstein tra gli altri:Nel nord, ripetuti accumuli di ghiacciai alla fine raschiano tutto sulla terra fino al substrato roccioso. I ghiacciai successivi sono quindi in grado di aderire saldamente al substrato roccioso e di ammassarsi ancora di più, prima di scaricare gli iceberg nell'oceano. Questo introduce più acqua dolce da mescolare con l'AMOC, rendendolo meno denso ed eventualmente incapace di affondare. Dall'altra parte, il ghiaccio crescerebbe anche in Antartide e scaricherebbe più iceberg, che renderebbe le acque oceaniche più fredde e meno salate, incoraggiando così la crescita di più ghiaccio marino. Questo, teoricamente, coprirebbe la superficie e impedirebbe all'acqua profonda di salire e rilasciare il suo carbonio. Ma se è davvero così che funziona, non è chiaro cosa avvii o termini uno dei processi; è una domanda tipo pollo e uovo.

Si ritiene che la forza dell'AMOC fluttui naturalmente, ma sembra essersi indebolito di un insolito 15% dalla metà del XX secolo. Nessuno è sicuro di cosa ci sia dietro, o quali effetti potrebbe produrre se il rallentamento continua. Un altro studio Lamont-Doherty del mese scorso ha mostrato che un rallentamento intorno al 13, 000 anni fa, alla fine dell'ultima era glaciale, fu seguita 400 anni dopo da un'intensa ondata di freddo che durò secoli.

"Dobbiamo stare attenti a tracciare parallelismi con questo, " disse il contadino, ora ricercatore post-dottorato presso la Princeton University. "Vediamo un simile indebolimento oggi, e si potrebbe dire, 'Grande! La circolazione oceanica ci salverà dal riscaldamento climatico!' Ma non è corretto, a causa del modo in cui le diverse parti del sistema climatico parlano tra loro." Farmer ha detto che se l'AMOC continua a indebolirsi ora, è probabile che l'acqua meno carica di carbonio affonderà al nord, allo stesso tempo, nell'Oceano Meridionale, tutto il carbonio che già arriva nelle acque profonde continuerà probabilmente a ribollire senza alcun problema. Il risultato:il carbonio continuerà ad accumularsi nell'aria, non l'oceano.

I ricercatori sottolineano che l'AMOC è solo una parte di un sistema di circolazione globale molto più ampio che collega tutti gli oceani:il cosiddetto Great Ocean Conveyor, un termine coniato dal defunto scienziato Lamont-Doherty Wallace Broecker, che ha posto le basi per gran parte della ricerca attuale. Si sa molto meno sulla dinamica del carbonio dell'India e del Pacifico, che insieme fanno impallidire l'Atlantico, quindi ci sono molti pezzi mancanti nel puzzle. La ricerca in corso a Lamont-Doherty mira a costruire cronologie di carbonio di quelle altre acque nei prossimi anni.