Gli scienziati stanno cercando il ghiaccio più antico della Terra

Il ghiaccio – nascosto a circa 2.700 metri di profondità nella calotta glaciale antartica – potrebbe avere 1,2 milioni di anni e risolvere un enorme mistero sul nostro clima.

Circa 15 anni fa, gli scienziati hanno praticato un buco in profondità nella calotta glaciale antartica per rivelare finalmente il nucleo di un cratere che ospitava ghiaccio di 800.000 anni. L’analisi di questo ghiaccio ha confermato che esiste una stretta relazione tra la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera e il clima terrestre durante quegli anni. Ma non solo, la carota di ghiaccio ha anche rivelato un fenomeno alquanto misterioso noto come transizione dell’era glaciale medioevale.

Transizione del Pleistocene medio
Ciò che hanno rivelato quegli 800.000 anni di ghiaccio è che il clima oscilla parecchio durante tutti quegli anni: periodi caldi (interglaciali) si alternano a periodi freddi (era glaciale). Ciò che mi ha sorpreso è che ciascuno di quei periodi è durato circa 100.000 anni. E questo è il caso oggi, afferma Roderick van de Waal, ricercatore climatico presso l’UU. “L’ultimo periodo freddo è iniziato circa 120.000 anni fa e ora siamo nell’Olocene più caldo circa 11.700 anni fa”.

40.000 anni
Ma mentre le carote di ghiaccio scavate dagli scienziati all’inizio di questo secolo hanno rivelato che le ere glaciali dovrebbero lasciare il posto a pianeti ghiacciati circa ogni 100.000 anni, le carote di sedimenti più antiche raccontano una storia diversa. “Circa un milione di anni fa, le ere glaciali e le masse di ghiaccio si seguivano a vicenda più velocemente; in media ogni 40.000 anni”. Ciò ha naturalmente sollevato la domanda sul perché il comportamento dei cicli di ghiaccio sia cambiato così drasticamente da qualche parte tra 800.000 e 1 milione di anni fa?

La teoria di Milankovic
I ricercatori sul clima non possono rispondere in parte a questa domanda al momento, afferma van de Waal. La teoria di Milankovitch gioca un ruolo. Secondo questa teoria, la gravità degli altri pianeti del sistema solare influenza l’orbita e la posizione della Terra, e quindi la quantità di radiazione solare che riceve. Ma questa teoria da sola non è sufficiente a spiegare il principale cambiamento nei cicli climatici, né cambia in quel periodo”. risale quindi a quel periodo che ha cambiato i cicli del ghiaccio e questo dovrebbe portare alla perforazione del ghiaccio più antico del mondo”. concentrazione di anidride carbonica intorno alla transizione del Pleistocene medio e determinare esattamente cosa è successo”.

Piccola Cupola C
L’entusiasmante progetto di ricerca è stato preceduto da un lungo periodo di preparazione. La prima domanda era, ovviamente, dove cercare il gelato a una tale età. Questo è stato studiato con attenzione, come sa van de Waal (vedi riquadro). E alla fine un sito è stato galleggiato lì: Little Dome C, in Antartide.

Qual è il posto migliore per scavare per il ghiaccio più antico del mondo? Questo dipende da diversi fattori. Ad esempio, è importante che la temperatura della terra sia limitata. Al centro del nostro pianeta ci sono elementi radioattivi che emettono calore durante la loro decomposizione. Questo fa riscaldare un po’ il terreno. Questo fenomeno è diffuso in tutto il mondo, ma il grado di riscaldamento varia da luogo a luogo. Se si vuole eliminare il ghiaccio più antico, e quindi profondo, è necessario trovare un luogo in cui il calore del fondo sia così limitato che gli strati inferiori di ghiaccio non si sciolgano. Inoltre, è importante che piova in un posto del genere: non troppo, ma anche non troppo poco. Perché è questa precipitazione che alla fine forma i sottili strati annuali di ghiaccio (in realtà nient’altro che neve compattata) che potrebbero fornire ai ricercatori maggiori informazioni su come il clima è cambiato nel corso degli anni. Infine, è anche importante che la calotta glaciale composta da tutti questi strati non si muova molto (lateralmente). Perché allora la cronologia degli strati può essere influenzata e diventa difficile determinare la data di quegli strati – e la temperatura e la concentrazione di anidride carbonica che attestano.

E ora i preparativi per la perforazione del ghiaccio di 1,2 milioni di anni sono in pieno svolgimento. Ad esempio, la perforatrice esiste già ed è già stata perforata a una profondità di circa 130 metri. La neve è stata estratta fino a 3000 anni. Indica che i ricercatori dovranno scavare molto più a fondo: la previsione è di circa 2.700 metri.

Questo – per diversi motivi – pone una sfida formidabile. Little Dome C, ad esempio, è abbastanza lontano, il che rende logisticamente difficile l’arrivo di persone e attrezzature. E poi puoi lavorare solo durante l’estate antartica. Questo rallenta notevolmente”. La perforazione in sé non è facile. Ad esempio, è necessario prestare attenzione affinché un foro accuratamente realizzato non si congeli nuovamente o la punta del trapano si blocchi. Inoltre, la perforatrice può estrarre 4,5 metri di ghiaccio per ciascuna Una volta.” “Di conseguenza, il trapano dovrà essere sollevato e abbassato all’infinito prima che raggiunga una profondità di 2.700 metri”. Dopodiché, anche il ghiaccio scavato deve essere conservato con cura. “Per ora questo sarà fatto localmente, ma alla fine dovrà anche essere portato in Europa per le analisi.”.

Analitica
Durante questa analisi, l’attenzione si concentrerà sulle bolle d’aria intrappolate negli strati di ghiaccio. “Questi strati di ghiaccio sono neve compressa. Ciò significa che gran parte dell’aria – perché le precipitazioni vi sono sopraggiunte in seguito – è stata espulsa. Ma rimangono sempre delle piccole bolle d’aria e l’aria in esse proviene da il momento in cui si è formata la calotta glaciale. Possiamo rimuovere queste bolle d’aria da questo ghiaccio e usarle per determinare la concentrazione di anidride carbonica dal momento in cui si è formata la bolla d’aria. “Inoltre, i ricercatori possono anche leggere dagli strati di ghiaccio in cui si sono formate le temperature. Per fare ciò, osserviamo il rapporto tra due isotopi dell’ossigeno: ossigeno-18 e ossigeno-16. ”

beneficio
Le misurazioni dovrebbero fornire maggiori informazioni su come è cambiato il clima durante la transizione del Pleistocene medio. “Se – come suppone la teoria di Milankovitch – la radiazione cambia, cambia prima la temperatura o cambia prima la concentrazione di anidride carbonica? C’è molto dibattito su questo”. Il ghiaccio più vecchio può aiutare a risolverli. “E se conosciamo l’ordine di questi processi, possiamo anche organizzare i processi nell’ordine corretto nei nostri modelli climatici e quindi anche prevedere meglio, ad esempio, le dimensioni delle calotte glaciali che sono diventate in passato. Questo è importante , perché le calotte glaciali hanno un enorme impatto sul sistema climatico”.

Ma lo studio dei ricercatori non riguarda solo una migliore comprensione del clima del passato; I risultati che emergono alla fine del progetto di ricerca possono anche aiutare a comprendere il nostro clima attuale e futuro. “Per capire meglio come funziona l’attuale sistema climatico, guardiamo spesso a confronti: periodi storici in cui ci sono stati cambiamenti climatici simili a quelli che esistono oggi”. Quei periodi storici possono rivelare l’impatto del cambiamento climatico come oggi. “Ma per scoprire se l’attuale cambiamento climatico ha gli stessi effetti di cambiamenti climatici simili in passato, dobbiamo avere una migliore comprensione del sistema climatico in generale”. Ciò richiede di chiarire quanti più misteri climatici possibile, come la transizione dell’era glaciale medioevale.

La pazienza è qui. Potrebbero volerci ancora qualche anno prima che gli scienziati raggiungano il ghiaccio più antico. Cioè, se ci sta aspettando nel posto previsto. “Ci aspettiamo di trovarlo in Little Dome C”, afferma van de Waal. “Ma non ci sono garanzie.” Quindi rimarrà eccitante in Antartide per gli anni a venire. “Se riusciamo finalmente a rilevare il ghiaccio che ha 1,2 milioni di anni, il progetto di ricerca avrà davvero successo”, afferma van de Waal. Non gli importa delle analisi successive. “Starai bene.” E così sembra che sia solo questione di tempo prima che gli scienziati, armati del ghiaccio più antico della Terra, comprendano la transizione dell’era glaciale medioevale.