Un team internazionale di scienziati, studiando le prove conservate negli speleotemi in una grotta costiera, illustrano che più di tre milioni di anni fa, un periodo in cui la Terra era di due o tre gradi Celsius più calda rispetto all'era preindustriale, il livello del mare era fino a 16 metri più alto rispetto ai giorni nostri. Le loro scoperte rappresentano implicazioni significative per comprendere e prevedere il ritmo dell'attuale aumento del livello del mare in un clima di riscaldamento.

Gli scienziati, tra cui il Professor Yemane Asmerom e Sr. Research Scientist Victor Polyak dell'Università del New Mexico, l'Università della Florida del sud, Universitat de les Illes Balears e Columbia University, hanno pubblicato i loro risultati nell'edizione odierna della rivista Natura . L'analisi dei depositi di Artà Cave sull'isola di Maiorca nel Mar Mediterraneo occidentale ha prodotto livelli del mare che servono come obiettivo per futuri studi sulla stabilità della calotta glaciale, calibrazioni del modello di calotta glaciale e proiezioni del futuro innalzamento del livello del mare, hanno detto gli scienziati.

L'innalzamento del livello del mare a causa dello scioglimento delle calotte glaciali, come quelli che coprono la Groenlandia e l'Antartide. Però, quanto e quanto velocemente il livello del mare aumenterà durante il riscaldamento è una domanda a cui gli scienziati hanno lavorato per rispondere. Ricostruire la calotta glaciale e i cambiamenti del livello del mare durante i periodi passati in cui il clima era naturalmente più caldo di oggi, fornisce un esperimento di laboratorio su scala terrestre per studiare questa domanda secondo USF Ph.D. studentessa Oana Dumitru, l'autore principale, che ha svolto gran parte del suo lavoro di appuntamenti all'UNM sotto la guida di Asmerom e Polyak.

"I modelli vincolanti per l'innalzamento del livello del mare a causa dell'aumento del riscaldamento dipendono in modo critico dalle misurazioni effettive del livello del mare passato, " ha detto Polyak. "Questo studio fornisce misurazioni molto robuste delle altezze del livello del mare durante il Pliocene".

"Possiamo utilizzare le conoscenze acquisite dai periodi caldi passati per mettere a punto i modelli di calotta glaciale che vengono poi utilizzati per prevedere la risposta futura della calotta glaciale all'attuale riscaldamento globale, ", ha affermato il professor Bogdan Onac del Dipartimento di geoscienze dell'USF.

Il progetto si è concentrato sui depositi di grotte noti come escrescenze freatiche sugli speleotemi. I depositi si formano nelle grotte costiere all'interfaccia tra l'acqua salmastra e l'aria di grotta ogni volta che le antiche grotte sono state allagate dall'innalzamento del livello del mare. Nella Grotta dell'Artà, che si trova a meno di 100 metri dalla costa, la falda freatica è, ed era in passato, coincidente con il livello del mare, afferma il professor Joan J. Fornós dell'Universitat de les Illes Balears.

Gli scienziati hanno scoperto, analizzato, e ha interpretato sei delle formazioni geologiche trovate ad altitudini comprese tra 22,5 e 32 metri sopra l'attuale livello del mare. Campioni accurati e analisi di laboratorio di 70 campioni hanno determinato età che vanno da 4,4 a 3,3 milioni di anni BP (prima del presente), indicando che i depositi di grotta si sono formati durante l'epoca del Pliocene. Le età sono state determinate utilizzando la datazione radiometrica dell'uranio-piombo presso il Radiogenic Isotope Laboratory dell'UNM.

"Questa è stata una convergenza unica tra un ambiente naturale ideale elaborato dal team di scienziati delle caverne e gli sviluppi tecnici che abbiamo raggiunto nel corso degli anni nel nostro laboratorio presso l'Università del New Mexico, " ha detto Asmerom. "Gli investimenti giudiziosi in strumentazione e tecniche si traducono in questo tipo di dividendi ad alto impatto".

"Le variazioni del livello del mare alla Grotta dell'Artà possono essere causate dallo scioglimento e dalla crescita delle calotte glaciali o dal sollevamento o cedimento dell'isola stessa, ", ha affermato Jacky Austermann, assistente professore della Columbia University, un membro del gruppo di ricerca. Ha usato modelli numerici e statistici per analizzare attentamente quanto sollevamento o cedimento potrebbe essersi verificato dal Pliocene e ha sottratto questo dall'elevazione delle formazioni che hanno studiato.

Un intervallo chiave di particolare interesse durante il Pliocene è il periodo caldo del Piacenziano medio, da 3,264 a 3,025 milioni di anni fa, quando le temperature erano da 2 a 3º Celsius superiori ai livelli preindustriali. "L'intervallo segna anche l'ultima volta che la CO2 atmosferica della Terra è stata così alta come oggi, fornendo importanti indizi su ciò che riserva il futuro di fronte all'attuale riscaldamento antropico, " dice Onac.

Questo studio ha rilevato che durante questo periodo, il livello medio globale del mare era alto fino a 16,2 metri (con un intervallo di incertezza compreso tra 5,6 e 19,2 metri) al di sopra del presente. Ciò significa che anche se la CO2 atmosferica si stabilizza intorno ai livelli attuali, il livello medio globale del mare aumenterebbe comunque almeno così in alto, se non superiore, hanno concluso gli scienziati. Infatti, è probabile che aumenti più in alto a causa dell'aumento del volume degli oceani dovuto all'aumento della temperatura.

"Considerando gli attuali modelli di fusione, questa estensione dell'innalzamento del livello del mare sarebbe molto probabilmente causata da un crollo sia della Groenlandia che delle calotte glaciali dell'Antartico occidentale, "Dumitru ha detto.

Gli autori hanno anche misurato il livello del mare a 23,5 metri più alto di quello attuale circa quattro milioni di anni fa durante il Pliocene Climatic Optimum, quando le temperature medie globali erano fino a 4°C superiori ai livelli preindustriali. "Questo è uno scenario possibile, se non viene intrapresa una riduzione attiva e aggressiva dei gas serra nell'atmosfera", disse Asmerom.