Home > News ed eventi: Novità scientifiche Novembre 2008

Controllo dei flussi oceanici su gas serra atmosferici

Modellizzazioni numeriche che rappresentano le relazioni tra oceano, atmosfera e biosfera oceanica hanno permesso di riprodurre le variazioni climatiche naturali a scala millenaria osservate in Groenlandia e in Antartide, e le contemporanee variazioni nelle concentrazioni dei gas serra N₂O e CO₂ in atmosfera.

Le osservazioni naturali evidenziano una contrapposizione nelle variazioni termiche fra i due poli. Quando in Groenlandia si verificano riduzioni di temperatura (correlate con le riduzioni nella concentrazione di N₂O), in Antartide si osservano lenti e graduali aumenti di temperatura (correlati con variazioni di CO₂), e viceversa. La causa viene ascritta alle attivazioni e disattivazioni della corrente oceanica dell'Atlantico meridionale, con trasporto di calore verso l’Antartide o il Nord Atlantico.

Usando come forzante le attivazioni o disattivazioni di questa corrente, i ricercatori sono riusciti a riprodurre con successo sia le variazioni delle temperature sia quelle delle concentrazioni dei gas considerati, confermando quindi l’interpretazione corrente che attribuisce le variazioni millenarie alla circolazione oceanica.

Ghiacciai sepolti alle medie latitudini su Marte

Variabilità del clima e tendenza ad una fase glaciale stabile

Durante gli ultimi 900mila anni, la variabilità del clima terrestre è aumentata, oltre a passare da una periodicità di 41mila anni (legata all’obliquità dell’orbita) ad una di 100mila anni (eccentricità dell’orbita). Basandosi su modellizzazioni climatiche al computer, questa variabilità viene ora messa in relazione con una fase di instabilità, espressione di una tendenza verso un periodo glaciale stabile con calotte sull’Eurasia e sul Nord-America. Questo periodo rappresenterebbe il completamento della evoluzione, in 50 milioni di anni, da una condizione di clima temperato ad uno glaciale sino a medie latitudini in entrambi gli emisferi.

Scoperta di giacimenti di micrometeoriti in Antartide

Durante le spedizioni italiane 2003 e 2006 del Programma Nazionale di Ricerca in Antartide (PNRA) ricercatori italiani e francesi hanno scoperto "giacimenti" di micrometeoriti sulle sommità delle Montagne Transantartiche (Antartide). Questi giacimenti rappresentano i più ricchi ed i più antichi sinora ritrovati. Le micrometeoriti, con dimensioni normalmente inferiori ad 1 mm, rappresentano la parte preponderante del materiale extraterrestre che raggiunge la Terra. Sono state campionate in suoli desertici, in sabbie di spaggia, nel ghiaccio e nelle nevi. Si pensa che corrispondano a polveri di comete, mentre le macrometeoriti sarebbero frammenti di asteroidi. La collezione ritrovata nelle Montagne Transantartiche si trova in fratture e piccole conche di alterazione presenti sulla superficie granitica esposta da più di un milione d’anni. Le micrometeoriti vi si sarebbero accumulate per caduta diretta e grazie alle condizioni atmosferiche costantemente fredde e secche si sarebbero conservate per quasi un milione di anni. Il totale di micrometeoriti ritrovate, con dimensioni superiori a 100 micron supera il milione, mentre sono 3500 quelle con dimensioni tra 400 micron e 2 mm. Tra i ritrovamenti di rilievo spiccano alcune micrometeoriti con condrule, e particelle probabilmente generate da un impatto meteoritico avvenuto circa 480,000 anni fa, ancora non chiarito. Oltre alle micrometeoriti sono state rinvenute microtectiti, particelle di roccia terrestre fusa per un impatto meteorico avvenuto probabilmente in Indocina, circa 800,000 anni fa. Il grande numero di particelle di dimensioni relativamente grandi permetterà per la prima volta analisi impossibili sulle piccole micrometeoriti tipiche delle altre collezioni. Ciò permetterà di risolvere numerose questioni scientifiche ancora aperte, tra queste la loro controversa origine cometaria o asteroidale.


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Fiumi subglaciali e accelerazione dei ghiacciai in Antartide

Uno dei temi più importanti per la caratterizzazione della criosfera antartica e in generale dei cambiamenti climatici globali è la quantificazione delle variazioni del volume dei ghiacci terrestri e del conseguente impatto sul livello del mare. Negli ultimi anni è stato riconosciuto un reticolo idrografico al di sotto dei ghiacci antartici. È stato suggerito che questi flussi idrici subglaciali possano influenzare le velocità di spostamento dei ghiacciai, ma sinora non era stato osservato empiricamente.

Uno studio apparso su Nature Geoscience fornisce per la prima volta l’evidenza di un collegamento tra accelerazione di un ghiacciaio e flussi idrici subglaciali. Il ghiacciaio Byrd, in Antartide orientale, tra Dicembre 2005 e Febbraio 2007 ha aumentato la sua velocità del 10% lungo un tratto di 75 km, che si trova a valle di due laghi subglaciali che avrebbero scaricato circa 1,7 km cubi di acqua nel reticolo idrografico. L’acqua avrebbe ridotto la resistenza allo spostamento del ghiaccio, determinando quindi l’accelerazione riscontrata per il ghiacciaio Byrd.


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Il monsone asiatico e le variazioni climatiche, viste attraverso una stalattite cinese

Lo studio della variabilità del monsone asiatico è molto importante per le ricadute sociali che questo monsone ha sulla regione più popolata del globo e con una importanza economica via via maggiore. La storia del monsone asiatico è stata ricostruita sino ad alcune centinaia di migliaia di anni fa, grazie a studi paleoclimatici su stalattiti. Purtroppo la risoluzione temporale precedentemente ottenuta è insufficiente a riconoscere le relazioni con l’attività solare, i cambiamenti culturali e l’impatto umano sull’ambiente.

Ricercatori cinesi e statunitensi hanno analizzato una stalattite di 1,2 m di lunghezza, campionata in una grotta tra il plateau tibetano e l’altopiano cinese del loess. Questa stalattite presenta una crescita continua dal 190 al 2003 dC, con età ricostruite con una precisione media di circa 2,5 anni ed errori inferiori a 15 anni. I ricercatori sono riusciti a stabilire una correlazione tra le variazioni nelle intensità del monsone asiatico, periodi storici e culturali cinesi, oltre ad indicatori paleoclimatici e culturali ricavati in altre zone della Terra.

Elevate intensità del monsone si accompagnano a periodi di fioritura della civiltà cinese, mentre le sue riduzioni sono associate a periodi storici di turbolenza e decadimento. In generale le variazioni del monsone sono correlate positivamente con le temperature dell’emisfero settentrionale, ma questa correlazione si interrompe nella seconda parte del XX secolo. Per spiegare questo fenomeno gli autori ritengono che i forzanti climatici naturali che hanno regolato il monsone asiatico sono stati sovrastati come importanza da quelli di origine umana (gas ad effetto serra ed aerosols) a partire dal 1960 circa.


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Le risposte della circolazione atlantica ai fattori climatici del Pleistocene superiore

Ricercatori statunitensi hanno studiato l'influenza dei forzanti climatici durante gli ultimi quattro cicli glaciali, per testare l’ipotesi avanzata dal progetto SPECMAP che nel Pleistocene superiore l'insolazione estiva alle alte latitudini settentrionali induca la stessa sequenza di variazioni della circolazione oceanica e di altre caratteristiche climatiche nel caso di ogni ciclo di Milankovitch, cioé con periodi dai 100.000 ai 41.000 sino ai 23.000 anni. Analizzando un maggior numero di siti rispetto a SPECMAP, hanno dedotto che la risposta della circolazione atlantica ai cicli con periodo di 41.000 è differente da quella dei cicli con periodo di 23.000 anni. Questo fatto suggerisce agli autori che oltre al volume dei ghiacci e all'insolazione estiva esistono altri fattori, non ancora chiariti, che hanno notevole importanza nel regolare la circolazione oceanica.


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Evidenze sedimentologiche contro una origine vulcanica recente delle Montagne subglaciali Gamburtsev (Antartide)

Le Montagne subglaciali Gamburtsev si trovano in Antartide orientale, raggiungono elevazioni superiori a 3000 m ed hanno una dimensione maggiore di quella delle Alpi europee. La loro struttura e storia geologica è sconosciuta, perché sono completamente ricoperte da centinaia di metri di ghiaccio della calotta glaciale est-antartica. La loro esistenza è stata riconosciuta solo grazie a rilievi geofisici. La stessa presenza di questa imponente catena montuosa all’interno di quella che è considerata una zona geologicamente stabile da centinaia di milioni di anni rappresenta un enigma geologico, perché ci si aspetterebbe che essa sia completamente erosa. La conoscenza della storia di queste montagne è cruciale per ricostruire le modalità di sviluppo del’ultima glaciazione antartica, nella quale avrebbe potuto rivestire un ruolo di "germe di nucleazione", se fosse già stata presente. Una ipotesi avanzata per spiegare la loro genesi invoca la presenza di un "punto caldo" (hot-spot) giovane.
In uno studio pubblicato il 4 Novembre 2008 viene studiata una carota di sedimenti marini con età dal Cretaceo all’attuale, depositatisi a valle delle Montagne Gamburtsev. I ricercatori non rinvengono minerali di origine vulcanica più recenti di circa 530 Ma e ritengono quindi che una natura vulcanica recente di queste Montagne, indotta da un punto caldo giovane, sia da escludere.
Rimane quindi ancora non chiarita l’origine e la storia di queste montagne.


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Metodo per tracciare l’origine e l’evoluzione degli ossidi di azoto nell’atmosfera artica

Gli ossidi di azoto in atmosfera sono importanti fattori di controllo della chimica atmosferica. Ricercatori francesi e canadesi hanno studiato i rapporti isotopici dei nitrati nell’atomosfera artica per ricostruire la storia stagionale degli ossidi di azoto ed inferire l’importanza relativa degli ossidanti atmosferici. Questa tecnica potrebbe essere estesa allo studio delle atmosfere del passato utilizzando le carote di ghiaccio.


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Accertata l’influenza umana sui cambiamenti climatici in entrambe le zone polari

Il quarto rapporto di valutazione dell’IPCC aveva concluso che l’influenza antropogenica sul cambiamento climatico era riconoscibile in ogni continente tranne che in Antartide, a causa della insufficiente copertura delle stazioni di misurazione in questo continente. Ricercatori inglesi, giapponesi e statunitensi hanno pubblicato uno studio su Nature Geoscience in cui utilizzano modelli di simulazioni delle variazioni climatiche che tengono conto sia delle componenti naturali sia di quelle dovute all’azione umana (immissione di gas serra, riduzione dello strato di ozono). La loro conclusione è che le variazioni climatiche osservate nelle zone polari, sia in Antartide sia in Artide non possono essere spiegate senza tenere in conto i forzanti antropogenici.


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Riduzione dello spessore della banchisa artica nell’inverno 2007-2008

Uno studio in corso di pubblicazione su Geophysical Research Letters suggerisce che la banchisa artica abbia avuto nel corso dell’inverno 2007-2008 spessori significativamente inferiori a quelli registrati nei cinque inverni precedenti. Lo spessore medio sarebbe diminuito di 26 cm, e in molte regioni la riduzione sarebbe stata dell’ordine del mezzo metro, per arrivare in una zona dell’Artide occidentale a valori di quasi 90 cm di assottigliamento.
Lo studio è stato reso possibile dai dati forniti dal satellite Envisat dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA).


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ultima modifica: 3 Dicembre 2008