Un nuovo studio risolve il mistero di lunga data di ciò che potrebbe aver innescato l’era glaciale


All’inizio dell’ultima glaciazione, i ghiacciai di montagna locali sono cresciuti e hanno formato grandi calotte glaciali, come quella che si vede qui in Groenlandia, che copriva gran parte dell’odierno Canada, Siberia e Nord Europa.

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università dell’Arizona potrebbe aver risolto due misteri che hanno a lungo creato perplessità agli esperti di paleo-clima: da dove provengono le calotte glaciali che hanno imperversato nell’ultima era glaciale più di 100.000 anni fa e come hanno potuto crescere così rapidamente?

Capire cosa guida i cicli glaciali/interglaciali della Terra – l’avanzamento periodico e il ritiro delle calotte glaciali nell’emisfero settentrionale – non è un’impresa facile, e i ricercatori hanno dedicato uno sforzo sostanziale a spiegare l’espansione e la contrazione di grandi masse di ghiaccio nel corso di migliaia di anni.

Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, propone una spiegazione per la rapida espansione delle calotte glaciali che coprivano gran parte dell’emisfero settentrionale durante l’era glaciale più recente, e i risultati potrebbero applicarsi anche ad altri periodi glaciali nel corso della storia della Terra.

Circa 100.000 anni fa, quando i mammut vagavano per la Terra, il clima dell’emisfero settentrionale è precipitato in un congelamento profondo che ha permesso la formazione di enormi calotte glaciali. In un periodo di circa 10.000 anni, i ghiacciai di montagna locali sono cresciuti e hanno formato grandi calotte glaciali che hanno coperto gran parte dell’odierno Canada, la Siberia e il nord Europa.

Mentre è ampiamente accettato che il periodico “oscillamento” dell’orbita terrestre intorno al sole abbia innescato un raffreddamento nell’estate dell’emisfero settentrionale che ha causato l’inizio di una diffusa glaciazione, gli scienziati hanno faticato a spiegare le estese distese di ghiaccio che coprono gran parte della Scandinavia e dell’Europa settentrionale, dove le temperature sono molto più miti.

A differenza del freddo arcipelago artico canadese, dove i ghiacci si formano facilmente, la Scandinavia dovrebbe essere rimasta in gran parte priva di ghiaccio grazie alla Corrente Nord Atlantica, che porta acqua calda sulle coste dell’Europa nord-occidentale. Sebbene le due regioni si trovino a latitudini simili, le temperature estive scandinave sono ben al di sopra dello zero, mentre le temperature in gran parte dell’Artico canadese rimangono sotto lo zero per tutta l’estate, secondo i ricercatori. A causa di questa discrepanza, i modelli climatici hanno faticato a tenere conto degli estesi ghiacciai che si sono sviluppati nell’Europa settentrionale e che hanno segnato l’inizio dell’ultima era glaciale, ha detto l’autore principale dello studio, Marcus Lofverstrom.

Il problema è che non sappiamo da dove siano venute queste calotte di ghiaccio (in Scandinavia) e che cosa le abbia fatte espandere in un lasso di tempo così breve“, ha detto Lofverstrom, assistente alla cattedra di geoscienze e responsabile dell’Earth System Dynamics Lab dell’UArizona.

Per trovare risposte, Lofverstrom ha contribuito a sviluppare un modello estremamente complesso del sistema terrestre, noto come Community Earth System Model, che ha permesso al suo team di ricreare realisticamente le condizioni esistenti all’inizio del periodo glaciale più recente. In particolare, ha ampliato il dominio del modello della calotta glaciale dalla Groenlandia per comprendere la maggior parte dell’emisfero settentrionale con dettagli spaziali elevati. Utilizzando questa configurazione aggiornata del modello, i ricercatori hanno identificato le porte oceaniche nell’arcipelago artico canadese come un perno critico che controlla il clima del Nord Atlantico e, in definitiva, determina se le calotte glaciali potessero o meno crescere in Scandinavia.

Le simulazioni hanno rivelato che, finché le porte oceaniche dell’arcipelago artico canadese rimangono aperte, la configurazione orbitale della Terra raffredda l’emisfero settentrionale in misura sufficiente a consentire la formazione di lastre di ghiaccio nel Canada settentrionale e in Siberia, ma non in Scandinavia.

In un secondo esperimento, i ricercatori hanno simulato uno scenario finora inesplorato in cui le lastre di ghiaccio marino ostruiscono i corsi d’acqua dell’arcipelago artico canadese. In questo esperimento, l’acqua relativamente fresca dell’Artico e del Pacifico settentrionale, che di solito passa attraverso l’arcipelago artico canadese, è stata deviata a est della Groenlandia, dove di solito si formano le masse d’acqua profonde. Questa deviazione ha portato a una rinfrescata e a un indebolimento della circolazione profonda del Nord Atlantico, all’espansione del ghiaccio marino e a condizioni più fresche in Scandinavia.

Utilizzando sia le simulazioni dei modelli climatici che l’analisi dei sedimenti marini, dimostriamo che la formazione di ghiaccio nel Canada settentrionale può ostruire le porte oceaniche e deviare il trasporto dell’acqua dall’Artico all’Atlantico settentrionale“, ha detto Lofverstrom, “e questo a sua volta porta a un indebolimento della circolazione oceanica e a condizioni di freddo al largo delle coste scandinave, sufficienti per avviare la crescita del ghiaccio in quella regione“.

Questi risultati sono supportati dai sedimenti marini dell’Atlantico settentrionale, che mostrano l’esistenza di ghiacciai nel Canada settentrionale diverse migliaia di anni prima della parte europea“, ha dichiarato Diane Thompson, professore assistente presso il Dipartimento di Geoscienze dell’UArizona. “Le registrazioni dei sedimenti mostrano anche prove convincenti di un indebolimento della circolazione oceanica profonda prima della formazione dei ghiacciai in Scandinavia, in modo simile ai risultati della nostra modellazione“.

Insieme, gli esperimenti suggeriscono che la formazione di ghiaccio marino nel Canada settentrionale potrebbe essere un precursore necessario della glaciazione in Scandinavia, scrivono gli autori.

Spingere i modelli climatici oltre la loro tradizionale applicazione di previsione dei climi futuri offre l’opportunità di identificare interazioni precedentemente sconosciute nel sistema Terra, come la complessa e talvolta controintuitiva interazione tra le calotte glaciali e il clima, ha detto Lofverstrom.

È possibile che i meccanismi che abbiamo identificato si applichino a tutti i periodi glaciali, non solo a quello più recente“, ha detto. “Potrebbero anche aiutare a spiegare periodi freddi di breve durata, come l’inversione di freddo dello Younger Dryas (da 12.900 a 11.700 anni fa) che ha punteggiato il riscaldamento generale alla fine dell’ultima era glaciale“.

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