Durante i periodi glaciali, il livello del mare scende, perché grandi quantità di acqua sono immagazzinate nei massicci ghiacciai interni. Ad oggi, però, modelli computerizzati non sono stati in grado di conciliare l'altezza del livello del mare con lo spessore dei ghiacciai. Utilizzando nuovi calcoli innovativi, un team di ricercatori sul clima guidato dall'Istituto Alfred Wegener è ora riuscito a spiegare questa discrepanza. Lo studio, che è stato recentemente pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura , potrebbe far avanzare in modo significativo la ricerca sulla storia del clima del nostro pianeta.

Durante le transizioni da glaciali a interglaciali, i ghiacciai della Groenlandia, del Nord America e dell'Europa crescono e calano nell'arco di decine di migliaia di anni. Più acqua è immagazzinata nei possenti ghiacciai, meno c'è negli oceani e più basso è il livello del mare. I ricercatori del clima stanno ora studiando fino a che punto i ghiacciai potrebbero sciogliersi nei prossimi secoli a causa del cambiamento climatico antropogenico, e quanto il livello del mare si alzerebbe di conseguenza. Fare così, guardano indietro nel passato. Se riescono a capire la crescita e lo scioglimento del ghiaccio durante i passati glaciali e interglaciali, potranno trarre preziose conclusioni sul futuro.

Il "problema del ghiaccio mancante"

Però, ricostruire il lontano passato non è cosa da poco, perché lo spessore dei ghiacciai e il livello del mare non possono essere misurati direttamente. Di conseguenza, i ricercatori del clima devono raccogliere faticosamente prove che possono poi utilizzare per formare un'immagine del passato. Il problema:emergono immagini diverse, a seconda del tipo di prove raccolte. Non possiamo dire con assoluta certezza quale fosse effettivamente la situazione diecimila anni fa. Questo "problema del ghiaccio mancante" è rimasto irrisolto per molti anni. Descrive l'incongruenza di due diversi approcci scientifici che hanno cercato di conciliare l'altezza del livello del mare e lo spessore del ghiacciaio al culmine dell'ultimo glaciale, circa. 20, 000 anni fa. Un team di esperti climatici guidato da Evan Gowan dell'Alfred Wegener Institute, Il Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI) di Bremerhaven ha ora risolto il problema utilizzando un nuovo metodo. "Sembra che abbiamo trovato un nuovo modo per ricostruire il passato fino all'80, 000 anni, "dice il dottor Gowan, che ha indagato il problema per circa un decennio. Questi risultati sono stati ora pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Analisi dei sedimenti rispetto alla modellazione del clima globale

Il "problema del ghiaccio mancante" si basa, da una parte, su un'analisi dei sedimenti da carotaggi raccolti dal fondo marino ai tropici. Questi contengono tracce di coralli che possono dirci ancora oggi fino a che punto il livello del mare è aumentato o diminuito nel corso dei millenni. Come mai? Perché i coralli vivono solo in acque ben illuminate vicino alla superficie dell'oceano. Le carote di sedimento indicano che 20, 000 anni fa, il livello del mare ai tropici implicava che il livello del mare fosse di circa 130 metri più basso di quello attuale. D'altra parte, modelli precedenti hanno suggerito che le masse glaciali non fossero abbastanza grandi 20, 000 anni fa per spiegare un livello del mare così basso. Per essere più precisi, che il livello del mare sia così basso, su scala globale un volume d'acqua aggiuntivo con il doppio della massa della calotta glaciale della Groenlandia avrebbe dovuto essere congelato; da qui il "problema del ghiaccio mancante".

Capire il comportamento glaciale

Con il suo nuovo metodo, Gowan ha ora riconciliato livello del mare e massa del ghiacciaio:secondo i suoi calcoli, il livello del mare all'epoca era di ca. 116 metri più in basso di oggi. Sulla base del suo approccio, non c'è discrepanza in termini di massa del ghiacciaio. A differenza del precedente modello globale, Gowan ha esaminato da vicino le condizioni geologiche nelle regioni ghiacciate:quanto era ripida la superficie del ghiaccio? Dove scorrevano i ghiacciai? Quanto hanno resistito al flusso di ghiaccio le rocce e i sedimenti alla base del ghiaccio? Il suo modello considera tutti questi aspetti. Tiene anche conto della misura in cui la calotta glaciale ha premuto sulla crosta terrestre nelle rispettive aree. "Dipende da quanto viscoso era il mantello sottostante, " Spiega Gowan. "Basiamo i nostri calcoli su diverse viscosità del mantello, e quindi arrivano a diverse masse di ghiaccio." Le masse di ghiaccio risultanti possono ora essere riconciliate con il livello del mare senza alcuna discrepanza.

Il modello stabilito è imperfetto

Il recente articolo di Gowan e del suo team riesamina in modo critico il metodo scientifico di lunga data utilizzato per stimare le masse dei ghiacciai:il metodo degli isotopi di ossigeno. Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno un diverso numero di neutroni e quindi diverse masse. Ossigeno, Per esempio, ha un accendino ¹⁶ O isotopo, e un più pesante ¹⁸ O isotopo. Secondo la teoria convenzionale, l'accendino ¹⁶ O evapora dagli oceani, mentre il più pesante ¹⁸ O rimane nell'acqua. Di conseguenza, durante i glaciali, quando si formano grandi ghiacciai interni e il volume d'acqua negli oceani diminuisce, il ¹⁸ La concentrazione di O negli oceani dovrebbe aumentare. Però, come è stato dimostrato, questo modello consolidato produce discrepanze quando si tratta di conciliare l'altezza del livello del mare e le masse dei ghiacciai per il periodo 20, 000 anni fa e prima. "Per molti anni, il modello isotopico è stato frequentemente utilizzato per determinare il volume di ghiaccio dei ghiacciai fino a diversi milioni di anni fa. Il nostro studio mette in discussione l'affidabilità di questo metodo, ", afferma Gowan. Il suo obiettivo è ora utilizzare il suo nuovo metodo per migliorare il metodo tradizionale degli isotopi dell'ossigeno.