Ogni anno, La copertura di ghiaccio marino nell'Oceano Artico si riduce a un punto basso a metà settembre. Quest'anno misura solo 1,44 milioni di miglia quadrate (3,74 milioni di chilometri quadrati), il secondo valore più basso nei 42 anni da quando i satelliti hanno iniziato a effettuare misurazioni. Il ghiaccio oggi copre solo il 50% dell'area che copriva 40 anni fa a fine estate.

Come ha dimostrato il Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici, i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera sono più alti che in qualsiasi momento della storia umana. L'ultima volta che la CO . atmosferica ₂ le concentrazioni raggiunte al livello odierno – circa 412 parti per milione – erano 3 milioni di anni fa, durante l'epoca pliocenica.

Come geoscienziati che studiano l'evoluzione del clima terrestre e come crea le condizioni per la vita, vediamo le condizioni in evoluzione nell'Artico come un indicatore di come il cambiamento climatico potrebbe trasformare il pianeta. Se le emissioni globali di gas serra continuano ad aumentare, potrebbero riportare la Terra alle condizioni del Pliocene, con il livello del mare più alto, modelli meteorologici mutevoli e condizioni alterate sia nel mondo naturale che nelle società umane.

L'Artico del Pliocene

Facciamo parte di un team di scienziati che nel 2013 ha analizzato i nuclei di sedimenti del lago El'gygytgyn nel nord-est della Russia per comprendere il clima dell'Artico con livelli di anidride carbonica atmosferica più elevati. Il polline fossile conservato in questi nuclei mostra che l'Artico del Pliocene era molto diverso dal suo stato attuale.

Oggi l'Artico è una pianura senza alberi con solo una rada vegetazione della tundra, come erbe, carici e alcune piante da fiore. In contrasto, i nuclei di sedimenti russi contenevano polline di alberi come il larice, abete rosso, abete e cicuta. Ciò dimostra che le foreste boreali, che oggi terminano centinaia di miglia più a sud e a ovest in Russia e al circolo polare artico in Alaska, una volta raggiunse l'Oceano Artico attraverso gran parte della Russia artica e del Nord America.

Poiché l'Artico era molto più caldo nel Pliocene, la calotta glaciale della Groenlandia non esisteva. I piccoli ghiacciai lungo la costa montuosa orientale della Groenlandia erano tra i pochi posti con ghiaccio tutto l'anno nell'Artico. La Terra del Pliocene aveva ghiaccio solo a un'estremità, in Antartide, e quel ghiaccio era meno esteso e più suscettibile allo scioglimento.

Poiché gli oceani erano più caldi e non c'erano grandi lastre di ghiaccio nell'emisfero settentrionale, i livelli del mare erano da 30 a 50 piedi (da 9 a 15 metri) più alti in tutto il mondo rispetto a oggi. Le coste erano molto nell'entroterra rispetto alle loro posizioni attuali. Le aree che ora sono la Central Valley della California, la penisola della Florida e la costa del Golfo erano tutte sott'acqua. Così era la terra in cui le principali città costiere come New York, Miami, Los Angeles, Houston e Seattle stanno in piedi.

Inverni più caldi in quello che oggi è il manto nevoso ridotto degli Stati Uniti occidentali, che in questi giorni fornisce gran parte dell'acqua della regione. Il Midwest e le Grandi Pianure odierne erano molto più calde e aride che sarebbe stato impossibile coltivarvi mais o grano.

Perché c'era così tanta CO ₂ nel pliocene?

Come ha fatto CO ₂ le concentrazioni durante il Pliocene raggiungono livelli simili a quelli odierni? Gli umani non apparirebbero sulla Terra per almeno un altro milione di anni, e il nostro uso di combustibili fossili è ancora più recente. La risposta è che alcuni processi naturali che si sono verificati sulla Terra nel corso della sua storia rilasciano CO ₂ all'atmosfera, mentre altri lo consumano. Il sistema principale che mantiene in equilibrio queste dinamiche e controlla il clima terrestre è un termostato globale naturale, regolato da rocce che reagiscono chimicamente con la CO ₂ e tirarlo fuori dall'atmosfera.

Nei suoli, alcune rocce si decompongono continuamente in nuovi materiali in reazioni che consumano CO ₂ . Queste reazioni tendono ad accelerare quando le temperature e le precipitazioni sono più elevate, esattamente le condizioni climatiche che si verificano quando le concentrazioni atmosferiche di gas serra aumentano.

Ma questo termostato ha un controllo integrato. Quando CO ₂ e le temperature aumentano e l'erosione delle rocce accelera, tira più CO ₂ dall'atmosfera. Se CO ₂ comincia a cadere, le temperature si raffreddano e l'erosione delle rocce rallenta a livello globale, tirando fuori meno CO ₂ .

Le reazioni di alterazione delle rocce possono anche funzionare più velocemente dove il suolo contiene molte superfici minerali appena esposte. Gli esempi includono aree con elevata erosione o periodi in cui i processi tettonici della Terra hanno spinto la terra verso l'alto, creando grandi catene montuose con pendii ripidi.

Il termostato per l'invecchiamento della roccia funziona a un ritmo geologicamente lento. Per esempio, alla fine dell'Era dei Dinosauri circa 65 milioni di anni fa, gli scienziati stimano che la CO . atmosferica ₂ i livelli erano tra 2, 000 e 4, 000 parti per milione. Ci sono voluti oltre 50 milioni di anni per ridurli naturalmente a circa 400 parti per milione nel Pliocene.

Perché i cambiamenti naturali di CO ₂ i livelli sono avvenuti molto lentamente, anche i cambiamenti ciclici nel sistema climatico terrestre erano molto lenti. Gli ecosistemi hanno avuto milioni di anni per adattarsi, adattarsi e rispondere lentamente ai cambiamenti climatici.

Un futuro da pliocene?

Oggi le attività umane stanno travolgendo i processi naturali che estraggono CO ₂ fuori dall'atmosfera. All'alba dell'era industriale nel 1750, CO . atmosferica ₂ si attesta a circa 280 parti per milione. Ci sono voluti solo 200 anni all'uomo per invertire completamente la traiettoria iniziata 50 milioni di anni fa e riportare il pianeta alla CO ₂ livelli non sperimentati da milioni di anni.

La maggior parte di questo cambiamento è avvenuta dalla seconda guerra mondiale. Gli aumenti annuali di 2-3 parti per milione ora sono comuni. E in risposta, la Terra si sta riscaldando a un ritmo veloce. Dal 1880 circa il pianeta si è riscaldato di 1 grado Celsius (2 gradi Fahrenheit), molte volte più velocemente di qualsiasi episodio di riscaldamento negli ultimi 65 milioni di anni della storia della Terra.

Nell'Artico, perdite di neve riflettente e copertura di ghiaccio hanno amplificato questo riscaldamento a +5 C (9 F). Di conseguenza, estate La copertura del ghiaccio marino artico tende a diminuire sempre di più. Gli scienziati prevedono che l'Artico sarà completamente privo di ghiaccio in estate entro i prossimi due decenni.

Questa non è l'unica prova del drastico riscaldamento dell'Artico. Gli scienziati hanno registrato tassi di scioglimento estivi estremi attraverso la calotta glaciale della Groenlandia. All'inizio di agosto, L'ultima piattaforma di ghiaccio rimasta del Canada, nel territorio del Nunavut, crollato in mare. Parti della Siberia artica e delle Svalbard, un gruppo di isole norvegesi nell'Oceano Artico, ha raggiunto temperature record quest'estate.

città costiere, le regioni agricole del granaio e le risorse idriche per molte comunità saranno tutte radicalmente diverse se questo pianeta tornerà al Pliocene CO ₂ mondo. Questo futuro non è inevitabile, ma evitarlo richiederà grandi passi ora per ridurre l'uso di combustibili fossili e abbassare il termostato terrestre.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.