Uno studio approfondito condotto dai ricercatori dell'Università dell'Arizona potrebbe aver risolto due misteri che hanno a lungo lasciato perplessi gli esperti di paleoclima: da dove provengono le calotte glaciali che hanno risuonato nell'ultima era glaciale più di 100,000 anni fa e come potrebbero crescere così rapidamente?
Comprendere cosa guida i cicli glaciali-interglaciali della Terra - il periodico avanzamento e ritiro delle calotte glaciali nell'emisfero settentrionale - non è un'impresa facile, e i ricercatori hanno dedicato notevoli sforzi per spiegare l'espansione e il restringimento di grandi masse di ghiaccio nel corso di migliaia di anni. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, propone una spiegazione per la rapida espansione delle calotte glaciali che coprivano gran parte dell'emisfero settentrionale durante l'ultima era glaciale, e le scoperte potrebbero applicarsi anche ad altri periodi glaciali nel corso della storia della Terra.
Circa 100,000 anni fa, quando i mammut vagavano per la Terra, il clima dell'emisfero settentrionale precipitò in un profondo congelamento che permise la formazione di enormi lastre di ghiaccio. In un periodo di circa 10,000 anni, i ghiacciai montani locali sono cresciuti e hanno formato grandi lastre di ghiaccio che ricoprono gran parte dell'attuale Canada, Siberia e nord Europa.
Sebbene sia stato ampiamente accettato che le periodiche "oscillazioni" nell'orbita terrestre attorno al sole abbiano innescato il raffreddamento nell'estate dell'emisfero settentrionale che ha causato l'inizio di una glaciazione diffusa, gli scienziati hanno faticato a spiegare le vaste calotte glaciali che coprono gran parte della Scandinavia e del nord Europa, dove le temperature sono molto più miti.
A differenza del freddo arcipelago artico canadese, dove il ghiaccio si forma facilmente, la Scandinavia dovrebbe essere rimasta in gran parte priva di ghiaccio a causa della corrente del Nord Atlantico, che porta acqua calda sulle coste dell'Europa nordoccidentale. Sebbene le due regioni si trovino a latitudini simili, le temperature estive scandinave sono ben al di sopra dello zero, mentre le temperature in gran parte dell'Artico canadese rimangono sotto lo zero per tutta l'estate, secondo i ricercatori. A causa di questa discrepanza, i modelli climatici hanno faticato a spiegare gli estesi ghiacciai che sono avanzati nel nord Europa e hanno segnato l'inizio dell'ultima era glaciale, ha affermato l'autore principale dello studio, Marcus Lofverstrom.
"Il problema è che non sappiamo da dove provenissero quelle calotte glaciali (in Scandinavia) e cosa le abbia causate l'espansione in così poco tempo", ha detto Lofverstrom, assistente professore di geoscienze e capo dell'UArizona Earth System Dynamics. Laboratorio.
Per trovare risposte, Lofverstrom ha contribuito a sviluppare un modello del sistema Terra estremamente complesso, noto come Community Earth System Model, che ha permesso al suo team di ricreare realisticamente le condizioni che esistevano all'inizio del periodo glaciale più recente. In particolare, ha ampliato il dominio del modello della calotta glaciale dalla Groenlandia per comprendere la maggior parte dell'emisfero settentrionale con un elevato dettaglio spaziale.
Utilizzando questa configurazione del modello aggiornata, i ricercatori hanno identificato le porte oceaniche nell'arcipelago artico canadese come un fulcro critico che controlla il clima del Nord Atlantico e, in ultima analisi, determina se le calotte glaciali potrebbero crescere o meno in Scandinavia.
Le simulazioni hanno rivelato che finché le porte oceaniche nell'arcipelago artico canadese rimangono aperte, la configurazione orbitale della Terra ha raffreddato l'emisfero settentrionale sufficientemente da consentire la formazione di calotte glaciali nel Canada settentrionale e in Siberia, ma non in Scandinavia.
In un secondo esperimento, i ricercatori hanno simulato uno scenario precedentemente inesplorato in cui le calotte glaciali marine ostruivano i corsi d'acqua nell'arcipelago artico canadese. In quell'esperimento, l'acqua relativamente fresca dell'Artico e del Pacifico settentrionale, tipicamente instradata attraverso l'arcipelago artico canadese, è stata deviata a est della Groenlandia, dove si formano tipicamente masse d'acqua profonde. Questa deviazione ha portato a un rinfrescamento e un indebolimento della circolazione profonda del Nord Atlantico, all'espansione del ghiaccio marino e a condizioni più fresche in Scandinavia.
"Utilizzando sia le simulazioni del modello climatico che l'analisi dei sedimenti marini, dimostriamo che la formazione di ghiaccio nel Canada settentrionale può ostruire le porte oceaniche e deviare il trasporto dell'acqua dall'Artico al Nord Atlantico", ha affermato Lofverstrom, "e ciò a sua volta porta a un indebolimento della circolazione oceanica e condizioni fredde al largo della costa scandinava, che sono sufficienti per far crescere il ghiaccio in quella regione”.
"Questi risultati sono supportati da registrazioni di sedimenti marini del Nord Atlantico, che mostrano prove di ghiacciai nel nord del Canada diverse migliaia di anni prima della parte europea", ha affermato Diane Thompson, assistente professore presso il Dipartimento di Geoscienze dell'UArizona. “I registri dei sedimenti mostrano anche prove convincenti di una circolazione oceanica profonda indebolita prima che i ghiacciai si formino in Scandinavia, simili ai risultati dei nostri modelli”.
Insieme, gli esperimenti suggeriscono che la formazione di ghiaccio marino nel nord del Canada potrebbe essere un necessario precursore della glaciazione in Scandinavia, scrivono gli autori.
Spingere i modelli climatici oltre la loro tradizionale applicazione di previsione dei climi futuri offre l'opportunità di identificare interazioni precedentemente sconosciute nel sistema terrestre, come l'interazione complessa e talvolta controintuitiva tra le calotte glaciali e il clima, ha affermato Lofverstrom.
"È possibile che i meccanismi che abbiamo identificato qui si applichino a ogni periodo glaciale, non solo a quello più recente", ha affermato. "Potrebbe anche aiutare a spiegare periodi freddi più brevi come l'inversione del freddo di Younger Dryas (da 12,900 a 11,700 anni fa) che ha punteggiato il riscaldamento generale alla fine dell'ultima era glaciale".
Lo studio originariamente pubblicato su Nature Geoscience. Giugno 09, 2022.
