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Climatologia

Ricostruire la storia del Clima Mediterraneo da Sedimenti nel Golfo di Taranto

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La Regione Mediterranea sembra essere una regione sensibile ai cambiamenti latitudinali del clima, sia alti che bassi...

1 Golfo TarantoL'epoca dell'Olocene è specificamente caratterizzata dal passaggio da un periodo glaciale (circa 11.700 anni fa) ad uno interglaciale, come il periodo che attualmente viviamo. L'Olocene ha avuto la sua quota di variabilità climatica, con i cambiamenti che si sono verificati su scale temporali da decenni a migliaia di anni, tra cui eventi climatici come il Periodo Caldo Medievale (~ 2000-1000 anni prima di oggi (anni BP), le date stimate variano nella letteratura) e la Little Ice Age (650-150 anni BP).

La prevalenza di questi eventi climatici è variata per posizione, e i meccanismi che li causano non sono pienamente compresi. Per comprendere meglio queste variazioni, è necessario avere registrazioni ad alta risoluzione in regioni che sono sensibili ai cambiamenti climatici. La regione mediterranea sembra essere una regione sensibile ai cambiamenti latitudinali del clima sia alti che bassi. La variabilità del clima alle alte latitudini è stata collegata alla North Atlantic Oscillation (NAO), che è la configurazione di alta pressione e bassa pressione tra le Azzorre e l'Islanda, rispettivamente. La variabilità del clima alle Basse latitudini ha legami con El Niño Southern Oscillation e il Monsone Asiatico.

1 Golfo Taranto

L'area di studio dettagliato in questo articolo è il Golfo di Taranto, in sostanza, una baia esistente tra il "piede" e il "tacco" della penisola italiana. Continuando l'analogia stivale, l'Italia "sta" sulla cima del Mar Ionio e il Mar Adriatico, è il corpo d'acqua "dietro" lo stivale. La circolazione generale delle acque è tale che la parte occidentale della corrente dell'Adriatico porta l'acqua lungo il confine occidentale del Mare Adriatico, in tutto il "tacco" della penisola italiana, e nel Golfo di Taranto, dopo il "piede" verso il "Dito del piede".

In questo particolare studio, gli scienziati hanno ricostruito la storia del clima della regione mediterranea utilizzando campioni di sedimenti raccolti dalla piattaforma continentale del Golfo orientale di Taranto.

Il sedimento si deposita progressivamente su grandi lunghezze temporali e spesso proviene da fonti terrestri, essendo trasportato per lunghe distanze da fiumi, prima di essere abbandonato e depositato sul fondo marino. I sedimenti possono anche essere costituiti da gusci di creature minuscole morte come il plancton, che precipitano giù attraverso la colonna d'acqua e si accumulano sul fondo marino. Per raccogliere un nucleo dal sedimento con il minimo disturbo è necessario, quindi, un tubo teleguidato nel fondo marino, che preserva gli strati di sedimenti. La parte inferiore del nucleo sedimentario contiene il sedimento più antico, mentre la parte superiore contiene il più giovane. Per ricostruire la storia del clima di questa regione, gli scienziati hanno analizzato la composizione del sedimento, determinandone l'età, correlandolo con i sedimenti, e determinandone la loro provenienza.


Un esempio di un nucleo di sedimenti: più giovane verso la parte superiore del nucleo e più antico sul fondo del nucleo:

2 Golfo Taranto

Dopo il recupero dei sedimenti dal fondo marino, un buon primo passo è quello di essere in grado di quantificare di cosa il nucleo sedimentario sia composto. Ciò è stato fatto utilizzando La spettroscopia, plasma accoppiato induttivamente (ICP-AES), e la fluorescenza a raggi X (XRF). Anche se questi termini potrebbero suonare come qualcosa uscito dalla bocca di Sheldon Cooper nella serie televisiva "The Big Bang Theory", si tratta fondamentalmente, per bocca degli scienziati, degli elementi (ferro, manganese, calcio, ecc) che compongono il sedimento.

4 Golfo Taranto

Spesso gli elementi sono riportati come rapporti. Per questo studio, è stata segnalata la composizione rispetto al titanio. Ad esempio, la concentrazione di calcio (Ca) è stato riportato come rapporto Ca / Ti, Ti essendo titanio.La datazione dei modelli è importante per ricostruire la storia del clima in una determinata regione. In questo studio, un core è stato datato con isotopi radioattivi 210 Pb e 14 C. Essenzialmente, un radioisotopo è un elemento instabile. Il Carbonio può esistere con 6 protoni e 6 neutroni, o molto meno comunemente con 6 protoni e 8 neutroni. I due neutroni in più causano carbonio instabile. Il 14 C diventa stabile emettendo la radiazione e "decomponendosi" ad una "figlia" stabile, il 14 N. Conoscendo la velocità di decadimento del carbonio, gli scienziati possono misurare la concentrazione di 14 C in un campione e confrontare la concentrazione di un valore stimato atmosferico di 14 C. Con l'incontro delle minuscole conchiglie contenenti carbonio in più punti in un nucleo di sedimenti, può essere costruito un modello di datazione.

Per questo studio regionale, gli scienziati hanno bisogno di essere in grado di correlare i sedimenti. Un confronto di misurazione dei rapporti Ca / Ti attraverso la lunghezza dei conduttori consentiti per chiara correlazione. La correlazione può essere osservata nella figura sottostante, dove si possono osservare e collegare fra ciascun conduttore valori alti e bassi di Ca / Ti. Con questi collegamenti stabiliti, le date di isotopi radioattivi da un nucleo possono essere utilizzati per creare modelli di datazione per i restanti nuclei.

Nell'immagine sono raffigurati i Sedimenti che mostrano i rapporti Ca / Ti con buona correlazione. Sedimenti dal nucleo DP30 sono stati datati con isotopo radioattivo. I Modelli temporali sono stati calcolati per tutte le carote di sedimento utilizzando la correlazione Ca / Ti.

Oltre a mostrare grande correlazione tra i core, i rapporti Ca / Ti rappresentano in realtà specifiche condizioni climatiche. Ad esempio, alti rapporti Ca / Ti nei sedimenti rappresentano elevate quantità di sedimenti composti da gusci di piccoli organismi, e i bassi rapporti di Ca / Ti rappresentano l'alto apporto solido dai fiumi. L'alto apporto solido dai fiumi può suggerire che i fiumi scorrevano con maggiori tassi a causa di un aumento delle precipitazioni, mentre i sedimenti con alti composti di conchiglie possono indicare condizioni favorevoli ad una fioritura di plancton.

3 Golfo Taranto

Sulla base delle concentrazioni misurate dalla datazione dei modelli dell'elemento, è stata ricostruita la storia del clima per l'area soggetta allo studio. Questi risultati e le conclusioni possono essere suddivisi in diversi intervalli di tempo, che vanno da ~ 16.000 anni fa ad oggi.

Da Glaciale ad interglaciale: 16.000 – 10.800 anni BP

La storia del clima per questo periodo di tempo era per lo più asciutta e stabile, sottolineata da due periodi di maggiore ingresso di terreni derivati nei sedimenti, l'aumento del flusso dei fiumi e di conseguenza un aumento delle precipitazioni nel Sud Italia. Il primo è stato durante il periodo caldo Bølling-Allerød (~ 14.700 - 12.700 anni BP) e il secondo durante un breve periodo caldo durante il periodo freddo del Dryas recente (~ 12.800 - 11.500 anni BP).

Sapropel S1 – Periodo Caldo Sahariano: 10.800 – 7.000 anni BP

A causa di un aumento della produzione primaria, i sedimenti hanno indicato una maggiore concentrazione di sedimento organico nero. E' interpretato che il livello del mare si stava alzando a seguito di scioglimento dei ghiacci e il riscaldamento climatico globale. L'aumento del livello del mare in Adriatico ha causato inondazioni del margine continentale a nord, probabilmente a causa del drenaggio dei fiumi. Si conclude che il sedimento di questo periodo è proveniente da una fonte più settentrionale a causa di questo reinstradamento alluvionale.

Tardo Olocene: 7,000 - 0 anni BP

Le carote di sedimento registrano un costante aumento nei sedimenti derivati dal suolo. Questo aumento di sedimenti di terra, e il tasso di ingresso dei sedimenti stessi, è probabile che possano essere stati la causa della deforestazione e l'avvento dell'agricoltura da parte dell'uomo circa 5.500 anni BP, con l'aumentare dell'umidità del clima e la creazione della moderna circolazione atmosferica, legata all'aumento della sedimentazione come "un bene". Periodi di siccità nel Mediterraneo durante il tardo Olocene sono stati correlati con le fasi positive della North Atlantic Oscillation, che determina la prevalenza e l'intensità dei venti occidentali.

Paolo Lui mpi end

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