L’oscillazione orbitale della Terra scatenò il caos climatico ai tempi dei dinosauri e che potrebbe ripetersi
China University of Geosciences
Una nuova ricerca sostiene che il clima terrestre può oscillare in modo violento su scale temporali sorprendentemente brevi, perfino durante le fasi calde e prive di ghiacci. Ma attenzione, non così violentemente come sta accadendo questi anni, forse. Ma attualmente non abbiamo avuto un’oscillazione orbitale come quella che vi sto per descrivere.
Analizzando antichi sedimenti del Tardo Cretaceo, un gruppo di scienziati ha individuato ripetuti sbalzi climatici legati a minime variazioni nell’oscillazione orbitale del nostro pianeta. Cicli che, ogni pochi millenni, avrebbero spinto la Terra tra condizioni umide e aride, calde e fredde.
Quando il pubblico, ed anche io, guardavamo “The Day After Tomorrow“, assistevamo a una versione romanzata di un collasso climatico improvviso e drammatico. Il film esagerava la rapidità di quegli eventi, ma gli scienziati sanno bene che il clima della Terra può davvero cambiare in modo brusco. Durante l’ultima Era Glaciale, in Groenlandia le temperature aumentarono anche di 16°C nel giro di pochi decenni (e qui siamo ben peggio di ciò che succede attualmente).
Ondate imponenti di iceberg, inoltre, sconvolsero ripetutamente la circolazione nell’Atlantico settentrionale in occasione di episodi noti come eventi di Dansgaard-Oeschger ed eventi di Heinrich.
Questi mutamenti repentini, chiamati eventi climatici su scala millenaria, rivelano che il sistema climatico terrestre può riorganizzare la circolazione oceanica molto più in fretta di quanto ci si aspetterebbe dalle lente variazioni dell’orbita terrestre.
Per anni i ricercatori hanno ritenuto che simili oscillazioni rapide fossero legate soprattutto alla crescita e al collasso delle grandi calotte glaciali. Restava però irrisolto un grande mistero: come potevano verificarsi cambiamenti altrettanto improvvisi quando le calotte erano pressoché inesistenti? Un nuovo studio internazionale offre ora una possibile risposta.
Le oscillazioni orbitali collegate ai rapidi cambiamenti climatici
Un gruppo di ricerca guidato dal professor Chengshan Wang della China University of Geosciences di Pechino, in collaborazione con scienziati di Belgio, Austria e Cina, ha trovato le prove che le lente variazioni dell’orbita terrestre possono aver innescato brusche oscillazioni climatiche anche in un clima serra privo di ghiacci. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
I ricercatori hanno analizzato carote di sedimento del Bacino di Songliao, in Cina, depositatesi circa 83 milioni di anni fa durante il Tardo Cretaceo. A quell’epoca la Terra si trovava in uno stato serra, con concentrazioni atmosferiche di CO2 elevatissime e calotte polari sostanzialmente assenti.
Le carote provengono dal Cretaceous Continental Scientific Drilling Project, un programma internazionale di perforazione avviato nel 2006 proprio dal professor Wang.
Come i cicli di precessione influenzano il clima
La Terra non ruota in modo perfettamente regolare. Il suo asse oscilla lentamente nel tempo come una trottola, un movimento noto come precessione assiale. Un’oscillazione completa richiede all’incirca 26.000 anni.
Interagendo con i graduali mutamenti dell’orbita ellittica terrestre, questa oscillazione genera due importanti cicli di precessione climatica, della durata di circa 19.000 e 23.000 anni. Si tratta di alcuni dei celebri cicli orbitali teorizzati da Milutin Milanković, che influenzano la distribuzione della luce solare tra l’emisfero settentrionale e quello meridionale nelle diverse stagioni e rappresentano perciò un fattore determinante per gli andamenti climatici di lungo periodo.
L’effetto diventa particolarmente rilevante nelle regioni tropicali. Poiché l’asse terrestre è inclinato rispetto all’orbita, le aree esterne ai tropici registrano un solo picco annuale di radiazione solare in prossimità del solstizio d’estate. Le regioni tropicali si comportano diversamente: ricevono due massimi annuali di radiazione vicino agli equinozi e due minimi in corrispondenza dei solstizi.
Questo particolare schema di irraggiamento tropicale crea quattro picchi annuali nel contrasto stagionale della radiazione solare. Col tempo, tale ritmo dà origine a un ciclo climatico di quarto di precessione, della durata di circa 5.000 anni.
Le tracce nell’Era dei dinosauri
Il gruppo ha individuato prove solide di questi cicli nell’antico registro sedimentario.
Ricorrendo a dati geochimici, all’analisi dei minerali e a simulazioni della bioturbazione, i ricercatori hanno scoperto ripetuti cicli climatici umidi e aridi durante il Tardo Cretaceo, ovvero lo stesso intervallo geologico che avrebbe poi condotto alla drammatica estinzione dei dinosauri. Questi sbalzi si susseguivano con una cadenza regolare di circa 4.000-5.000 anni. L’intensità delle oscillazioni variava inoltre in funzione di cicli orbitali più lunghi, da 100.000 anni, connessi alle variazioni dell’eccentricità dell’orbita terrestre.
I risultati corrispondono fedelmente alle previsioni teoriche su come la radiazione solare tropicale dovrebbe rispondere alla geometria orbitale della Terra.
Secondo i ricercatori, ciò dimostra che le sole variazioni della luce solare all’equatore erano in grado di guidare importanti oscillazioni climatiche. L’analisi spettrale ha suggerito anche che questi cicli di 5.000 anni potessero innescare oscillazioni ancora più rapide, comprese tra 1.800 e 4.000 anni, attraverso interazioni climatiche non lineari.
Nel complesso, gli indizi indicano che il clima terrestre durante il periodo del Tardo Cretaceo fosse tutt’altro che stabile. Al contrario, oscillava di continuo tra condizioni più umide e più aride, sotto l’influenza del forzante orbitale legato ai cicli di precessione.
Che cosa potrebbe significare per il futuro della Terra
“Durante il Tardo Cretaceo le concentrazioni atmosferiche di CO2 raggiungevano circa 1.000 parti per milione, un valore paragonabile alle proiezioni per la fine di questo secolo”, afferma il professor Michael Wagreich, paleoclimatologo dell’Università di Vienna. “Questo rende il clima serra del Cretaceo un’analogia significativa per comprendere il futuro della Terra“.
“Poiché la configurazione orbitale della Terra resterà stabile per miliardi di anni, lo stretto legame che abbiamo individuato tra la precessione astronomica e i cicli climatici su scala millenaria implica che oscillazioni climatiche ad alta frequenza, come quelle osservate nel Cretaceo, potrebbero emergere anche in un futuro più caldo, forse in modi più prevedibili di quanto si pensasse”, conclude il primo autore dello studio, Zhifeng Zhang.
Sono parole che assumono un peso particolare alla luce dell’attuale Riscaldamento Globale, un fenomeno spesso sottovalutato, e che invitano a guardare con occhi nuovi agli scenari climatici per il futuro del pianeta.
Lo studio è stato finanziato da diversi programmi nazionali di ricerca cinesi, tra cui la National Natural Science Foundation of China, e ha potuto contare anche sul sostegno del Fonds de la Recherche Scientifique (F.R.S.-FNRS) belga. Pertanto, anche se in questa fase le ricerche da parte degli USA sono ridotte, nel resto del Mondo, si stanno, invece intensificando, soprattutto in Cina.
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