Alla ricerca del nucleo di ghiaccio più antico e continuo
Gli scienziati sono impegnati in una missione ambiziosa: trovare un nucleo di ghiaccio intatto che risalga a 1,5 milioni di anni fa. Questo obiettivo, se raggiunto, potrebbe quasi raddoppiare il record attuale e fornire informazioni preziose per comprendere il passato climatico del nostro pianeta e prevederne il futuro. Nonostante non sarebbe il ghiaccio più antico mai ottenuto, la sua continuità lo renderebbe estremamente utile per gli studi climatici.
Il valore dei nuclei di ghiaccio
Informazioni intrappolate nel ghiaccio
I nuclei di ghiaccio sono una delle migliori opportunità che abbiamo per studiare i climi passati. Le bolle d’aria intrappolate nel ghiaccio e il rapporto degli isotopi di ossigeno nelle molecole d’acqua possono rivelare molto sulle condizioni in cui la neve è stata depositata. Anche la polvere intrappolata nel ghiaccio può fornire informazioni simili. Questo metodo è il miglior proxy climatico che abbiamo per molte epoche, poiché gli anelli degli alberi raramente si estendono oltre qualche migliaio di anni e i sedimenti o le stalattiti spesso offrono una prospettiva più localizzata.
Limiti dei nuclei di ghiaccio attuali
Tuttavia, il ghiaccio non dura per sempre, nemmeno ai poli. I nuclei di ghiaccio della Groenlandia possono risalire solo a periodi in cui l’isola si è riscaldata abbastanza da sciogliersi in estate. Anche in Antartide, il ghiaccio non rimane statico, ma fluisce lentamente verso il mare, subendo distorsioni nel processo. Il nucleo di ghiaccio continuo più lungo mai identificato risale a 800.000 anni fa. Recentemente è stato ottenuto un campione di ghiaccio stimato a 4,6 milioni di anni, ma questo era alla fine di un ghiacciaio dove il ghiaccio antico è stato spinto in superficie, disconnesso dal record di ciò che è accaduto dopo la sua deposizione. Abbiamo bisogno di un film, non di una fotografia.
Superare gli ostacoli nella ricerca del ghiaccio antico
Condizioni necessarie per preservare il ghiaccio antico
Per preservare il ghiaccio antico, è necessario che il flusso di calore geotermico del substrato roccioso non sia abbastanza alto da sciogliere il ghiaccio basale contenente il ghiaccio più antico. Inoltre, la calotta glaciale non deve essere così spessa da isolare il calore geotermico e sciogliere il ghiaccio basale, e la topografia del substrato roccioso non deve aver disturbato la stratigrafia. Sarebbe utile sapere dove l’attività geotermica è bassa, ma la nostra mappatura dell’Antartide in questo senso è scarsa. Dato che possono volerci anni per raccogliere un nucleo che raggiunga il substrato roccioso antartico, il costo di scegliere il posto sbagliato è enorme.
Foratura rapida per migliorare le probabilità
Per migliorare le nostre possibilità, alcuni team stanno utilizzando un processo noto come “foratura rapida”. Come suggerisce il nome, questi trapani attraversano il ghiaccio molto più rapidamente, ma non raccolgono molto ghiaccio per l’analisi. Invece, la foratura rapida consente di abbassare strumenti nel foro che possono fornire alcune informazioni limitate, potenzialmente inclusi indizi sull’età del ghiaccio e quindi se un sito è degno di essere scelto per una perforazione convenzionale.
Il contributo della polvere antartica
Utilizzo della polvere per determinare l’età del ghiaccio
Un indizio sull’età del ghiaccio vicino al fondo di una perforazione rapida viene dalla polvere lì presente, che può essere studiata utilizzando strumenti ottici abbassati nel foro. Gli autori dello studio hanno confrontato la polvere raccolta dalla perforazione in Antartide con quella raccolta dai sedimenti oceanici profondi. Concludono che i sedimenti di un sito noto come U1537, nel Sud Atlantico al largo del Sud America, possono mostrarci l’età dei campioni di polvere.
Confronto tra siti di perforazione
I sedimenti di U1537 corrispondono meglio a quelli raccolti in vari punti dell’altopiano orientale antartico rispetto a qualsiasi altro sito di sedimenti oceanici. U1537 ci offre un campione che risale a 1,5 milioni di anni fa, mostrando come le quantità e la composizione della polvere sono cambiate nel tempo. I picchi e le depressioni nella polverosità del ghiaccio, così come i cambiamenti nella composizione di quella polvere, permetteranno ai perforatori di identificare l’età dei loro campioni quando calibrati contro U1537, rivelando se hanno trovato il posto giusto per prendere un nucleo tradizionale.
Comprendere i cambiamenti climatici
Il passaggio a cicli glaciali più lunghi
Uno dei motivi per cui si sta investendo tanto sforzo nell’ottenere ghiaccio così antico è la speranza che possa spiegare un cambiamento avvenuto circa un milione di anni fa. I record dei sedimenti indicano che i cicli glaciali e interglaciali erano più brevi e meno intensi. I nuclei di ghiaccio potrebbero fornire dettagli e spiegare questo cambiamento.
Implicazioni per il sistema climatico
Le ere glaciali moderne, più propriamente note come ere glaciali, durano circa 100.000 anni tra un interglaciale e l’altro, che è una frazione di quella durata. Tuttavia, i sedimenti oceanici indicano che non era così prima di 1,2 milioni di anni fa, quando passavano solo circa 40.000 anni dall’inizio di una glaciazione alla successiva. Poi, i cicli si sono allungati gradualmente fino a 700.000 anni fa. Il periodo di transizione ha visto i cicli diventare meno affidabili. Più importante, le variazioni sono diventate più grandi: tre degli ultimi quattro periodi caldi sono stati più caldi di qualsiasi cosa un milione di anni fa (anche prima dell’interferenza umana), ma il punto più freddo delle recenti glaciazioni è stato molto più freddo dei loro equivalenti prima del cambiamento.
Importanza di un record continuo
Confermare la storia climatica
Almeno questo è ciò che pensiamo, basandoci sui record che abbiamo. Nuclei di ghiaccio sufficientemente antichi giocherebbero un ruolo importante nel confermare se abbiamo la storia giusta. Un tale record è importante perché, come scrivono gli autori dello studio, “Una domanda centrale è perché è avvenuta la transizione, con implicazioni per i meccanismi fondamentali del sistema climatico.”
Teorie sul cambiamento climatico
È difficile rispondere senza dettagli precisi sui cambiamenti. Le spiegazioni offerte includono l’erosione del suolo che ha permesso alle calotte glaciali di diventare più spesse durante le glaciazioni e una riduzione del CO2 atmosferico, ma entrambe rimangono dibattute. Lo studio è stato pubblicato ad accesso aperto nella rivista Climate of the Past.
