La storia del clima attraverso i ghiacci e le stalagmiti
Il periodo Quaternario, che comprende l’ultima era geologica, è stato caratterizzato da cicli alternati di ere glaciali e intervalli caldi. Gli scienziati hanno la possibilità di comprendere i cambiamenti climatici passati analizzando la composizione dei record climatici. In particolare, per l’ultima era glaciale, avvenuta circa 100.000 anni fa, i campioni di carote di ghiaccio prelevati dalla Groenlandia si sono rivelati particolarmente preziosi, offrendo dettagliate informazioni sul clima di quel periodo.
Ad esempio, le carote di ghiaccio della Groenlandia mostrano che si sono verificati ripetuti e rapidi aumenti di temperatura. ”Stiamo parlando di aumenti di 5 a 10 gradi in un lasso di tempo medio di 30 a 40 anni in Europa. Un Neanderthal avrebbe sperimentato aumenti della temperatura media di diversi gradi nel corso della propria vita”, spiega il Prof. Dominik Fleitmann, Professore di Geologia del Quaternario presso l’Università di Basilea. Egli definisce questi fenomeni ”singhiozzi climatici”.
Questi eventi, noti come eventi di Dansgaard-Oeschger, sono ben documentati per l’ultima era glaciale, ma i record climatici della Groenlandia coprono solo gli ultimi 120.000 anni. Pertanto, non si sapeva se questi eventi si fossero verificati anche durante l’era glaciale penultima, avvenuta tra 135.000 e 190.000 anni fa. Frederick Held, un dottorando nel gruppo di ricerca di Fleitmann, è riuscito a dimostrare che gli eventi di Dansgaard-Oeschger si sono verificati anche durante l’era glaciale penultima utilizzando misurazioni isotopiche su stalagmiti. Egli è l’autore principale dello studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.
L’Atlantico del Nord come fonte di cambiamento
Le stalagmiti esaminate provengono dalla Grotta di Sofular in Turchia, situata in una regione molto sensibile ai cambiamenti climatici. I ricercatori la definiscono quindi una regione chiave, poiché è influenzata dai venti dell’Atlantico del Nord e il Mar Nero si trova a pochi chilometri di distanza. “Abbiamo utilizzato la composizione isotopica nelle stalagmiti per determinare le fonti di umidità da cui si formano – il Mar Nero, il Mar Mediterraneo e l’Atlantico del Nord”, spiega Frederick Held.
Per la prima volta, le valutazioni effettuate sulle stalagmiti della Grotta di Sofular hanno dimostrato che gli eventi di Dansgaard-Oeschger si sono verificati anche durante l’era glaciale penultima. “Non si sapeva se questi eventi di temperatura relativamente brevi si fossero effettivamente verificati in periodi glaciali precedenti”, afferma Held. Tuttavia, si sono verificati meno frequentemente nell’era glaciale penultima rispetto all’ultima: “I picchi di temperatura sono distanziati il doppio l’uno dall’altro, il che significa che c’erano fasi fredde più lunghe tra di loro”.
Queste fluttuazioni di temperatura hanno origine nell’Atlantico del Nord, poiché la circolazione dell’oceano è una sorta di nastro trasportatore globale di calore e può talvolta essere più forte e talvolta più debole. “Ad esempio, la circolazione influisce sullo scambio di calore tra l’atmosfera e l’oceano, che a sua volta incide sul bilancio di calore nell’emisfero settentrionale e sui flussi d’aria e le precipitazioni”, spiega Held. Egli afferma che una circolazione indebolita riduce anche la quantità di CO2 che l’oceano assorbe dall’atmosfera.
Queste correnti oceaniche erano diverse nell’era glaciale penultima rispetto all’ultima, il che spiega gli intervalli diversi tra gli eventi di Dansgaard-Oeschger. Questo dimostra che non tutti i periodi glaciali sono uguali e non tutti i periodi caldi sono uguali.
I ricercatori hanno confrontato i dati delle stalagmiti con i nuclei di sedimenti marini, che fungono anch’essi da archivio climatico naturale. Più pezzi ci sono nel puzzle, più accurata è l’immagine di ciò che è accaduto, e i meccanismi di feedback possono essere catturati con maggiore precisione.
Migliorare la comprensione dei meccanismi
Osservando gli ultimi due periodi glaciali, diventa chiaro quanto rapidamente possa cambiare il clima. “Il cambiamento climatico fa avanzare nuovi ecosistemi”, afferma Dominik Fleitmann. “Il nostro sogno è quello di creare un set di dati continuo per gli ultimi 600.000-700.000 anni e colmare eventuali lacune nella nostra conoscenza”.
Le valutazioni ci aiutano a comprendere meglio la Terra in termini di quali fattori determinano fluttuazioni improvvise del clima, quali tendenze possono essere osservate e come e in quali condizioni cambiano i modelli di circolazione degli oceani.
I modelli climatici attuali possono essere testati utilizzando dati del passato. “I modelli stabiliti possono aiutare i ricercatori climatici a migliorare ulteriormente i loro modelli e quindi a perfezionare le ipotesi per le tendenze future”, spiega Fleitmann.
Il geologo spera anche di chiarire eventuali domande in sospeso mediante ulteriori analisi. “Ad esempio, non sappiamo ancora se gli aumenti di temperatura erano periodici o stocastici, in altre parole casuali”. Il dottorando Frederick Held aggiunge: “Fino ad ora, siamo stati in grado di descrivere le tendenze, ma sarebbe fantastico se riuscissimo a stabilire un valore assoluto della temperatura”.
Riferimento: “Cicli di Dansgaard-Oeschger del penultimo e dell’ultimo periodo glaciale registrati in stalagmiti dalla Turchia” di F. Held, H. Cheng, R. L. Edwards, O. Tüysüz, K. Koç e D. Fleitmann, 8 febbraio 2024, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-024-45507-5
