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Paradosso climatico del Miocene

Gli scienziati dell’Alfred Wegener Institute, Centro Helmholtz per la ricerca polare e marina (AWI), servendosi di simulazioni complesse, hanno chiarito un presunto paradosso climatico avvenuto nel Miocene.

Quando, circa 14 milioni di anni fa, la calotta antartica crebbe fino ad assumere le dimensioni che conserva ancora oggi, il clima non divenne contemporaneamente più rigido su tutta la Terra. Al contrario, ci furono regioni che divennero, sia pure di poco, addirittura più calde.

Come si spiega questa apparente contraddizione fisica?

L’espansione della calotta glaciale antartica, 14 milioni di anni fa, fu seguita da un innalzamento della temperatura superficiale dell’oceano meridionale  (credit: Frank Roedel, Alfred Wegener Institut)

L’espansione della calotta glaciale antartica, 14 milioni di anni fa, fu seguita da un innalzamento della temperatura superficiale dell’oceano meridionale (credit: Frank Roedel, Alfred Wegener Institut)

I climatologi tedeschi hanno ora scoperto che l’espansione dello strato di ghiaccio sul continente antartico ha, di fatto, innescato cambiamenti nella circolazione dei venti, delle correnti oceaniche e del ghiaccio marino nell’Oceano Antartico tali che, alla fine, sono stati raggiunti sviluppi apparentemente opposti.

I risultati della ricerca svolta sono stati pubblicati sulla rivista Nature Geoscience.

Dal punto di vista geologico la calotta di ghiaccio dell’Antartide è ancora relativamente giovane. Come i ricercatori del clima hanno appreso dai campioni di sedimenti e dai gusci dei foraminiferi calcarei, la calotta di ghiaccio è cresciuta fino alle attuali dimensioni all’incirca verso i 14 milioni di anni fa, come detto sopra.

Durante questo processo di accrescimento, la temperatura superficiale dell’Oceano Meridionale aumentò di tre gradi centigradi, un fenomeno apparentemente contraddittorio, per il quale per lungo tempo i climatologi non erano riusciti a dare alcuna spiegazione.

“Pensando che la calotta di ghiaccio antartica si è accresciuta fino ad assumere le dimensioni attuali in un periodo di 100mila anni, sembra ragionevole supporre che i processi climatici abbiano ulteriormente incrementato l’effetto di raffreddamento. Si potrebbe ipotizzare, ad esempio, che l’espansione dello strato di ghiaccio abbia portato ad una maggiore riflessione di energia solare nello spazio, e di conseguenza, l’aria che attraversava il continente diventasse più fredda, mentre i forti venti spazzavano il mare aperto, raffreddando l’acqua e originando enormi quantità di ghiaccio marino. Tuttavia, i dati climatici in nostro possesso delineano uno scenario diverso”, afferma il ricercatore climatico dell’AWI, Gregor Knorr che, insieme al collega Gerritt Lohman, è riuscito a descrivere le condizioni climatiche in un modello ‘atmosfera-oceano’ accoppiati e, in questo modo, ad esaminare quello che la formazione della calotta antartica è andata a mutare nell’innesco del sistema climatico.

“I risultati della nostra simulazione indicano che la temperatura dell’aria sul continente scese effettivamente di ben 22 gradi centigradi allorchè lo strato di ghiaccio si accrebbe, evento che portò al raffreddamento di alcune regioni dell’Oceano Meridionale.

Al tempo stesso, tuttavia, la temperatura superficiale del Mare di Weddell, salì fino a 6 gradi centigradi”, dichiara Knorr.

Gli scienziati dell’AWI hanno cercato le cause di questi cambiamenti contrari e apparentemente ‘anomali’ nei loro modelli sperimentali, individuandole nella circolazione dei venti.

“L’espansione della calotta antartica produsse cambiamenti nei modelli della circolazione d’aria sul Mare di Weddell. Come conseguenza, avvenne un cambiamento anche nel flusso di acqua calda verso il polo e il ghiaccio marino di questa regione diminuì”, spiegano i modellisti climatici dell’AWI.

Questi cambiamenti in superficie ebbero ripercussioni nelle acque profonde che, a loro volta, li rifletterono nuovamente sulle acque superficiali con un effetto di feedback, in un modo sconosciuto finora ai ricercatori, dando origine ad aumenti di temperatura.

“I nostri modelli di calcolo ci hanno aiutato a comprendere meglio i processi del sistema Terra”, chiarisce Knorr. “Oggi possiamo spiegare come la formazione della calotta antartica

abbia influenzato le oscillazioni delle temperature nell’Oceano Meridionale di quel periodo e come i cambiamenti climatici produssero i loro effetti sui sedimenti marini”.

“Da un lato, i nostri risultati dimostrano che siamo in grado di comprendere i processi climatici mediante i modelli appositamente elaborati per interpretare i dati della storia del clima. D’altro canto, i risultati confermano anche che i meccanismi di feedback climatici sono sostanzialmente più complessi di quanto ci si aspettasse”, dice Gerrit Lohmann.

Alla domanda se questi modelli di calcolo possono essere validi per elaborare previsioni sui futuri cambiamenti climatici, sulla base dei dati forniti dai cambiamenti attuali, Gregor Knorr risponde: “No, non direttamente, dal momento che l’arco di tempo preso in considerazione nelle simulazioni è molto lungo rispetto ad una previsione di quel che potrà accadere entro 100 anni, un tempo relativamente breve. Tuttavia non si può escludere a priori che meccanismi simili a quelli del passato possano ripetersi anche su tempi più brevi”.

Leonardo Debbia
15 aprile 2014

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