Una nuova ipotesi sui cambiamenti climatici – Parte I

da | Dic 21, 2016 | Scienza

Il climatologo T. Tesi del CNR, in collaborazione con i colleghi F. Muschitiello, RH Smittenberg, M. Jakobsson, JE Vonk, P. Hill, A. Andersson, N. Kirchner, R. Noormets, O. Dudarev, I. Semiletov, Ö. Gustafsson ha pubblicato nel novembre 2016 su Nature Communications un articolo che illustra gli effetti che lo scioglimento del permafrost nelle zone artiche potrebbe avere sul clima del pianeta nei prossimi secoli. In particolare lo studio, realizzato da un team di ricercatori internazionali in collaborazione con l’Istituto di Scienze marine del CNR di Bologna, ha permesso di analizzare campioni di carotaggi risalenti alla fine dell’epoca glaciale, compresa fra 14.000 e 7.000 anni fa, estratti nella zona della foce del fiume Lena nel Mar Glaciale Artico e nel Mare di Laptev.

L’analisi condotta nello studio ha permesso innanzitutto di mettere in luce che l’Artico e i terreni Subartici detengono circa il doppio di carbonio rispetto alla quantità precedentemente ipotizzata. Le recenti analisi hanno dimostrato che lo stock di carbonio del permafrost in terreni ghiacciati, durante l’ultimo massimo glaciale (LGM), potrebbe essere stato più elevato rispetto ai terreni situati alle alte latitudini (da 700 a 1.000 PgC). La maggior parte di questo carico di carbonio del permafrost si formò durante il Pleistocene, attraverso il deposito di sedimenti che, combinati con le basse temperature, provocò la “sepoltura” di biomasse in terreni non coperti dal ghiaccio. L’ultima transizione glaciale – interglaciale ha determinato una profonda modificazione climatica durante la quale l’emisfero boreale è diventato più caldo mentre l’anidride carbonica CO2 è passata da circa 190 parti per milione (in volume ppmv) fino a circa 270 parti per milione.

Ciò che si evince dallo studio è che questa transizione non è stata graduale ma è stata caratterizzata da forti fluttuazioni di temperatura e da una tendente forte variazione della CO2 entro il trend generale postglaciale. Le analisi condotte hanno chiarito che non è possibile individuare un modello unico per spiegare la variazione della CO2. In particolare tra gli studiosi è ancora aperto il dibattito sull’ individuazione di masse d’acqua abissali che in passato possano aver rappresentato un serbatoio di carbonio “impoverito” mentre studi alternativi realizzati sulla base di dati atmosferici e modelli climatici hanno permesso di ipotizzare che la destabilizzazione del permafrost di carbonio potrebbe aver giocato un ruolo determinante nella regolamentazione dei livelli di CO2 nell’atmosfera nell’ultima fase glaciale – interglaciale.

Tuttavia nonostante la grande quantità di carbonio contenuto nei terreni della zona Artica nell’ultimo massimo glaciale, non abbiamo ancora prove certe che la riattivazione climatica del permafrost di carbonio della fine dell’ultimo periodo glaciale abbia determinato una redistribuzione del carbonio nel ciclo climatico complessivo.

– Inizialmente gli studiosi si sono concentrati sul Dryas recente (un periodo geologicamente breve, all’incirca di 1300 ± 70 anni, compreso fra circa 12.800 e 11.500 anni fa) durante il quale l’emisfero settentrionale registrò un forte aumento di temperatura. L’evento legato al rapido raffreddamento del Dryas recente determinò le condizioni di un ritorno all’espansione dei ghiacci durante la fase di scioglimento degli stessi, breve dal punto di vista geologico, in cui le cause potrebbero essere ricercate in un modello climatico fondato su una relazione tra Atmosfera e Oceani associata alla rapida espansione dei ghiacci marini in combinazione con una debole circolazione delle correnti oceaniche (in particolare il MOC – Meridional overturning circulation, cioè corrente meridionale di ribaltamento)

– i carotaggi effettuati anche nella zona della Groenlandia hanno permesso di valutare con buona approssimazione che il riscaldamento successivo, all’epoca del Dryas recente, fu molto rapido (cioè con un aumento rapido della temperatura). Data la natura “improvvisa” della cessazione del periodo del Dryas, i dati desumibili da quest’epoca hanno rappresentato un punto di riferimento per valutare la stabilità del carbonio del permafrost durante la fase di rapido riscaldamento climatico.

– infine lo studio illustra anche la variazione del carbonio del permafrost (PF – C) in un arco di tempo postglaciale che va dall’ultimo scioglimento dei ghiacci fino ad oggi.

DEPOSITO DI SEDIMENTI NEL MARE DI LAPTEV DURANTE LA TRANSIZIONE YD – PB

A causa delle sue vaste dimensioni (2,5 · 107 km2) il carbonio di permafrost contenuto nella zona del bacino del fiume Lena fornisce importanti informazioni sulla fase dell’ultimo massimo glaciale (LGM), durante il quale prevalse il bioma tundra – steppa. I campioni sono stati raccolti nell’antica valle del fiume Lena a 56 m di profondità; la cronologia di datazione è stata realizzata sulla base di un modello bayesiano (modello fondato su analisi inferenziali statistiche che realizzano un insieme di distribuzioni statistiche a priori per ogni parametro incognito) con la datazione al radiocarbonio di molluschi marini e piante vascolari. I risultati ottenuti indicano che il sedimento di carbonio ebbe inizio poco prima della fine del Dryas recente e proseguì in tutto l’Olocene.

Il tasso di accumulo dei sedimenti olocenici nel Mare di Laptev è dell’ordine di 41 ± 13 cm ky-1 sulla base della datazione al carbonio C14 di organismi calcarei fossili. Durante la fase di transizione Dryas recente – Preboreale l’accumulo di sedimenti nel ripiano interno raggiunse un ordine di grandezza superiore di 337 ± 27 cm ky-1. Gli strati di sedimenti depositati hanno dimostrato che il deposito è avvenuto in modo abbastanza rapido. Inoltre le analisi hanno dimostrato che nel Mare di Laptev tale fase di transizione fu caratterizzata dall’elevato deposito di carbonio organico (OC) pari a circa 101 ± 18 gC m-2 y-1, valori che successivamente furono più ridotti.

Fine prima parte

Giuseppe Badalucco per ASPIS