Man mano che i livelli di anidride carbonica dei gas serra aumentano e riscaldano il globo, il ghiaccio dell'Antartide diventerà più vulnerabile ai cicli su scala astronomica, in particolare l'inclinazione del nostro pianeta è mentre ruota attorno al suo asse.
Una nuova ricerca ha scoperto che oltre 30 milioni di anni di storia, le calotte glaciali dell'Antartide hanno risposto più fortemente all'angolo di inclinazione della Terra sul suo asse quando il ghiaccio si estende negli oceani, interagendo con correnti che possono portare l'acqua calda che lambisce i loro margini e portare ad un aumento fusione. L'effetto dell'inclinazione ha raggiunto il picco quando i livelli di anidride carbonica erano simili a quelli che gli scienziati prevedono per il prossimo secolo, se gli umani non controllano le emissioni.
Man mano che i livelli di anidride carbonica superano le 400 parti per milione, il clima diventerà più sensibile all'inclinazione o obliquità della Terra, secondo quanto riportato dai ricercatori il 14 gennaio sulla rivista Nature Geoscience.
"La quantità di anidride carbonica nell'atmosfera è davvero critica", ha affermato il coautore dello studio Stephen Meyers, paleoclimatologo presso l'Università del Wisconsin, a Madison.
Uno scenario di elevata anidride carbonica e alto angolo di inclinazione potrebbe essere particolarmente devastante per lo spesso ghiaccio che copre l'Antartide.
Ricostruire il passato
Per circa 40.000 anni, l'asse terrestre si inclina avanti e indietro "come una sedia a dondolo", ha detto Meyers. Attualmente questa obliquità è di circa 23,4 gradi, ma può arrivare a 22,1 gradi o fino a 24,5 gradi.
L'inclinazione è importante per quando e dove la luce solare colpisce il globo e può quindi influenzare il clima.
Per ricostruire una storia di come il ghiaccio dell'Antartide ha risposto a questa inclinazione, Meyers e i suoi coautori hanno usato alcune fonti di informazioni sul passato climatico della Terra. Una fonte era il carbonato di calcio dal fondo dell'oceano, lasciato alle spalle da organismi monocellulari chiamati foraminiferi bentonici. Questi organismi espellono un guscio di carbonato di calcio attorno a sé, bloccando una registrazione globale e continua della chimica degli oceani e dell'atmosfera.
I registri dei sedimenti provenienti proprio dall'Antartide hanno fornito un'altra fonte di storia del clima: una specialità del co-autore e paleoclimatologo Richard Levy di GNS Science e della Victoria University di Wellington in Nuova Zelanda. Questi sedimenti, perforati dal fondo dell'oceano in nuclei lunghi e colonnari, detengono anche un record del passato. Un ghiacciaio, ad esempio, scarica una miscela distintiva di fango, sabbia e ghiaia dove si trova. Questi nuclei forniscono un quadro molto dettagliato di dove un tempo si trovavano le calotte glaciali, ha detto Meyers, ma ci sono lacune nella documentazione.
Cicli di ghiaccio
Con dati provenienti da entrambe le fonti, i ricercatori hanno messo insieme una storia dell'Antartide da 34 a 5 milioni di anni fa. Le prime grandi calotte glaciali in Antartide si sono formate 34 milioni di anni fa, ha detto Levy, e il ghiaccio marino tutto l'anno è diventato la norma solo 3 milioni di anni fa, quando i livelli di biossido di carbonio sono scesi sotto le 400 parti per milione.
Da circa 34 milioni di anni fa a circa 25 milioni di anni fa, l'anidride carbonica era molto alta (da 600 a 800 ppm) e la maggior parte del ghiaccio dell'Antartide era terrestre, non a contatto con il mare. L'avanzata e la ritirata di ghiaccio del continente erano relativamente insensibili all'inclinazione del pianeta in questo momento, i ricercatori hanno scoperto. Tra circa 24,5 milioni e circa 14 milioni di anni fa, l'anidride carbonica atmosferica è scesa tra 400 e 600 ppm. Le calotte glaciali avanzavano più spesso nel mare, ma non c'era molto ghiaccio galleggiante. In questo momento, il pianeta divenne abbastanza sensibile all'inclinazione dell'asse terrestre.
Tra 13 milioni e 5 milioni di anni fa, i livelli di anidride carbonica sono scesi di nuovo, scendendo a 200 ppm. Il ghiaccio galleggiante del mare divenne più prominente, formando una crosta sull'oceano aperto in inverno e assottigliandosi solo in estate. La sensibilità all'inclinazione della Terra è diminuita.
Non è del tutto chiaro perché si verifichi questo cambiamento di sensibilità all'obliquità, ha detto Levy a Live Science, ma la ragione sembra coinvolgere il contatto tra il ghiaccio e l'oceano. In periodi di elevata inclinazione, le regioni polari si riscaldano e le differenze di temperatura tra l'equatore e i poli diventano meno estreme. Questo, a sua volta, altera il vento e gli schemi attuali - che sono in gran parte guidati da questa differenza di temperatura - aumentando infine il flusso di acqua calda dell'oceano verso il bordo dell'Antartide.
Quando il ghiaccio è prevalentemente terrestre, questo flusso non tocca il ghiaccio. Ma quando le calotte glaciali vengono messe a terra contro il fondo dell'oceano, a contatto con le correnti, il flusso di acqua calda conta molto. Il ghiaccio marino galleggiante sembra bloccare parte del flusso, diminuendo la tendenza della calotta glaciale a sciogliersi. Ma quando i livelli di anidride carbonica sono abbastanza alti da sciogliere il ghiaccio marino galleggiante, non c'è niente che fermi quelle correnti calde. Questo è quando l'inclinazione della Terra sembra avere più importanza, come è accaduto tra 24,5 milioni e 14 milioni di anni fa.
Questa storia rappresenta problemi per il futuro dell'Antartide. Nel 2016, il livello di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre ha superato costantemente le 400 ppm. L'ultima volta nella storia geologica della Terra che l'anidride carbonica era così alta, non c'era ghiaccio marino tutto l'anno in Antartide, ha detto Levy. Se le emissioni continuano così come sono, il ghiaccio marino vacillerà, ha detto Levy, "e torneremo indietro in un mondo che non esiste da milioni di anni".
"Le vulnerabili calotte glaciali dell'Antartide sentiranno l'effetto della nostra attuale inclinazione relativamente elevata e il riscaldamento degli oceani ai margini dell'Antartide sarà amplificato", ha detto.
Lunedì (14 gennaio), un altro gruppo di ricercatori ha riferito che il tasso di fusione dell'Antartico è già sei volte più veloce rispetto a qualche decennio fa. I ricercatori hanno scoperto che il continente ha perso circa 40 gigatoni di ghiaccio all'anno tra il 1979 e il 1990. Tra il 2009 e il 2017, ha perso in media 252 gigatoni di ghiaccio all'anno.
I ricercatori stanno ora esaminando le piccole variazioni di sensibilità all'inclinazione della Terra che si verificano attraverso i tre ampi schemi che hanno trovato, ma il messaggio principale è già chiaro, Levy ha detto.
"Il ghiaccio marino antartico è chiaramente importante", ha detto. "Dobbiamo spingere e capire come raggiungere gli obiettivi di emissione".
