Geologia, Ecologia e critica ambientale

Variazione Storica dell'attività dei CICLONI TROPICALI e Frequenza degli eventi ENSO

Stalagmiti, che cristallizzano da acqua caduta sui pavimenti delle caverne, millimetro per millimetro nel corso di migliaia di anni, si lasciano dentro una ricostruzione dei cambiamenti climatici racchiusi nella pietra.

Recentemente pubblicato nella ricerca di Rhawn Denniston, professore di geologia alla Cornell College, lo studio spiega come venga applicata una tecnica innovativa per le stalagmiti dei tropici australiani, per creare una ricostruzione temporale lunga 2.200 piena di una serie di eventi che potrebbero anche aiutare a prevedere i futuri cambiamenti climatici: eventi alluvionali rupestri che sono legati a cicloni tropicali, che includono le tempeste come uragani e tifoni.

Denniston è uno dei pochi ricercatori di tutto il mondo che utilizzano stalagmiti per ricostruire la passata attività dei cicloni tropicali, un campo di ricerca chiamato Paleotempestologia. Il suo lavoro in Australia è iniziato nel 2009, ed è stato originariamente destinato a concentrarsi sulla composizione chimica delle stalagmiti come mezzo per ricostruire le variazioni passate di intensità delle piogge monsoniche estive in Australia. Ma il gruppo di ricerca ha trovato più di semplici variazioni nella composizione chimica delle stalagmiti che hanno esaminato, e hanno scoperto che gli interni delle stalagmiti contenevano anche strati di fango.

"Vedendo accumuli di fango come questi, che erano davvero insoliti", ha detto Denniston, "non c'era alcun dubbio che gli strati di fango venuti dalla grotta erano stati allagati. L'acqua ha invaso il sedimento e quando si ritirò, il fango ricopri tutto nella grotta, il pavimento, le pareti e le stalagmiti. Poi le stalagmiti hanno iniziato a formarsi di nuovo, e il fango è rimasto intrappolato dentro". Una volta che l'età delle stalagmiti erano conosciute, sono stati misurati gli strati di fango. Angelique Gonzales, che ha lavorato con Denniston sulla ricerca ed è terzo autore dello studio, ha esaminato quasi 11 metri di stalagmiti, li misura con incrementi di mezzo millimetro e registra la posizione e lo spessore degli strati di fango. Questo lavoro ha fornito alla squadra più di 2.000 anni di dati sulla frequenza delle inondazioni della grotta.

Ma le origini delle inondazioni erano ancora poco chiare. Data la climatologia della zona, Denniston ha scoperto che queste piogge avrebbero potuto provenire dal monsone australiano o da cicloni tropicali. Gabriele Villarini, un assistente professore di ingegneria presso l'Università dell'Iowa e il secondo autore dello studio, studia gli eventi meteorologici estremi, ciò che spinge la frequenza e l'entità di questi eventi, e il loro impatto sulla politica e l'economia. Con Denniston e Gonzales, Villarini ha esaminato la ricostruzione storica delle precipitazioni da una stazione meteo in prossimità della grotta. Hanno confrontato gli eventi alluvionali registrati in una stalagmite che è cresciuta nel corso degli ultimi decenni, alle ricostruzioni temporali storiche dei cicloni tropicali. L'analisi ha rivelato che i tempi degli eventi alluvionali nella grotta era coerenti con il passare dei cicloni tropicali attraverso l'area. Così, i ricercatori hanno interpretato gli strati alluvionali nelle loro stalagmiti, e la registrazione dell'attività dei cicloni tropicali.

I dati risultanti sono le frequenze dei cicloni tropicali in una parte dell'Australia negli ultimi 2.200 anni. Un guida importante di anno in anno delle variazioni dei cicloni tropicali di tutto il mondo è dell'El Niño / Southern Oscillation, che influenza i modelli meteorologici in tutto il mondo. Durante gli eventi di El Niño, ad esempio, l'Australia e l'Atlantico in generale presentano un minor numero di cicloni tropicali, mentre durante gli eventi La Niña, la climatologica contraria di El Niño,  ne vedono di più.

Ma perché? Potrebbe essere dovuto a El Niño? Le osservazioni dirette vanno a ritroso solo di circa cento anni, e non c'è stata molto variazione nella natura dell'El Niño, per tutto questo tempo. Più indietro si scava, e più si verifica il collegamento tra tempeste e El Niño nella preistoria. Denniston ha osservato che le variazioni nel tempo del numero di eventi di piena registrati dalle stalagmiti sono abbinate ai numeri ricostruiti degli uragani nell'Atlantico, Golfo del Messico, e Caraibi.

L'attività dei cicloni tropicali in queste regioni risponde in modo simile a El Niño, e studi precedenti avevano suggerito che alcuni periodi, come quelli in cui abbiamo avuto un sacco di strati alluvionali negli stalagmiti oggetto di studio, sono stati probabilmente caratterizzati da eventi più frequenti di La Niña. Allo stesso modo, i periodi temporali con un minor numero di tempeste sono stati caratterizzati da più frequenti El Niño.

"E 'difficile usare modelli climatici per studiare l'attività degli uragani, e così gli studi come il nostro, che hanno prodotto una registrazione delle tempeste in diverse condizioni climatiche, sono importanti per la nostra comprensione del futuro delle tempeste", spiega Denniston, che ora si sta preparando a stabilire un dettagliato programma di monitoraggio della grotta, e in altre grotte regionali. "Vogliamo estendere questo studio, per esaminare quali condizioni innescano le inondazioni nella grotta."

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