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Oceanologia

Antiche correnti oceaniche a cambiare ritmo e intensità delle Ere Glaciali

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Un rallentamento che può avere capovolto l'interruttore delle Ere Glaciali

1 correnti oceaniche anticheI ricercatori hanno scoperto che le correnti oceaniche hanno rallentato, 950 mila anni fa, innescando una nuova fase di più fredde, ma meno frequenti, ere glaciali.

Per decenni, gli scienziati climatici hanno cercato di spiegare il perché i cicli glaciali sono diventati più lunghi e più intensi circa 900.000 anni fa (La transizione del medio-Pleistocene [MPT]), con il passaggio da cicli di 41.000 anni a cicli di 100.000 anni. In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science, i ricercatori hanno scoperto che le correnti oceaniche profonde, che muovono il calore in tutto il mondo, andarono in stallo o addirittura si fermarono, forse a causa dell'espansione nella copertura dei ghiacci nel nord.

2 correnti oceaniche antiche

Le correnti in rallentamento hanno aumentato lo stoccaggio di anidride carbonica negli oceani, lasciandone meno nell'atmosfera, il che ha mantenuto le temperature fredde, e ha "preso a calci" il sistema climatico, trascinandolo in una nuova fase di più fredde, ma meno frequenti, glaciazioni.

Leopoldo Pena, l'autore principale dello studio, un paleoceanografo del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University, spiega: "La nostra evidenza mostra che gli oceani hanno svolto un ruolo importante nel rallentare il ritmo delle ere glaciali, rendendole più intense."

I ricercatori hanno ricostruito il passato della forza del sistema terrestre delle correnti profonde oceaniche, campionando sedimenti di acque profonde al largo della costa del Sud Africa, dove le correnti potenti originate nell'Oceano Nord Atlantico passano, nel loro cammino, verso l'Antartide. Quanto vigorosamente quelle correnti si sono spostate in passato, lo si può dedurre da quanto l'acqua del Nord Atlantico sia arrivata così lontano, come misurato da rapporti isotopici dell'elemento neodimio, portante la firma dell'acqua di mare del Nord Atlantico. Come un registratore a nastro, i gusci dell'antico plancton incorporano questo segnale di acqua di mare attraverso il tempo, permettendo agli scienziati di approssimare quando le correnti sono cresciute più forti e più deboli al largo del Sud Africa.

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Questi studi hanno confermato che negli ultimi 1,2 milioni di anni, le correnti del nastro trasportatore si sono rafforzate durante i periodi caldi e indebolite durante le ere glaciali, come già si pensava. Ma hanno anche scoperto che, circa 950 mila anni fa, la circolazione oceanica si è indebolita in modo significativo, ed è rimasta debole per 100 mila anni; durante tale periodo il pianeta è saltato in un "Tè caldo interglaciale", un intervallo tra Ere Glaciali, e quando il sistema ha recuperato è entrato in una nuova fase più lunga di 100.000 anni ciclica delle ere glaciali. Dopo questa svolta, le correnti oceaniche profonde restarono deboli durante le ere glaciali, e le ere glaciali stessi diventarono più fredde.

"La nostra scoperta, di un tale importante guasto nel sistema di circolazione oceanico, è stata una grande sorpresa", ha detto il coautore dello studio Steven Goldstein, un geochimico presso il Lamont-Doherty. "E' stato permesso alle lastre di ghiaccio di crescere quando invece avrebbero dovuto andare in fusione, innescando il primo ciclo di 100.000 anni."

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Le Ere glaciali vanno e vengono a intervalli prevedibili in base alla quantità di cambiamento nella luce solare che arriva sul pianeta, causata da variazioni dell'orbita terrestre intorno al sole. Solo i cambiamenti orbitali, tuttavia, non sono sufficienti a spiegare l'improvviso passaggio a intervalli di Età del ghiaccio più lunghe.

Secondo una prima ipotesi, per avere questa transizione, i ghiacciai in avanzamento in Nord America hanno spogliato i suoli dove erano assenti nel Canada, causando ghiaccio più spesso e più duraturo per accumularsi sulla roccia fresca restante. Basandosi su questa idea, i ricercatori ipotizzano che il ghiaccio avanzante potrebbe aver innescato il rallentamento nelle correnti oceaniche profonde, portando gli oceani a rilasciare meno anidride carbonica, che ha soppresso il periodo interglaciale che avrebbe dovuto seguire. Uno studio del 2009 su Science, condotto da Lamont Bärbel Hönisch, ha confermato che i livelli di biossido di carbonio scesero bruscamente, al momento.

"Le lastre di ghiaccio devono aver raggiunto uno stato critico che spense il sistema di circolazione dell'oceano in una modalità più debole", spiega Goldstein.

Oltre a essere un ingrediente chiave nei telefoni cellulari, cuffie, computer e turbine eoliche, il neodimio si scopre essere anche un buon modo per misurare la forza di antiche correnti oceaniche in profondità. In uno studio del 2000 su Nature, Goldstein e colleghi hanno utilizzato i rapporti al neodimio in campioni di sedimenti di acque profonde per dimostrare che la circolazione oceanica ha rallentato durante le ere glaciali passate. Ora, da pionieri in questo campo, hanno usato lo stesso metodo per dimostrare che i cambiamenti climatici hanno preceduto i cambiamenti nella circolazione oceanica. Un oligoelemento nella crosta, il neodimio, dalla terra negli oceani attraverso l'erosione dei continenti, dove il decadimento radioattivo naturale lascia una firma unica per la massa di terra dove è nato...

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Astratto:

La transizione del medio-Pleistocene (MPT) ha segnato un cambiamento fondamentale nella periodicità glaciale-interglaciale, quando questa é aumentato da ~ 41.000 a 100.000 anni, e ha sviluppato una maggiore variabilità del clima in ampiezza senza cambiamenti significativi nella Forzatura di Milankovitch. Qui, documentiamo, utilizzando isotopi Nd, una grave perturbazione del sistema (THC) nella circolazione oceanica termoalina nel MPT tra le Fasi Marine Isotope (MIS) 25-21 a ~ 950-860.000 anni fa, che segna di fatto il primo ciclo 100-millenario, tra cui un indebolimento eccezionale attraverso una criticità interglaciale (MIS 23) a ~ 900 mila anni fa. La crisi nella circolazione oceanica MPT ha facilitato il prelievo coevo della CO2 atmosferica, e una crescita dello strato di ghiaccio alle alte latitudini, generando le condizioni che hanno stabilizzato i cicli di 100 mila anni.

Paolo Lui mpi end

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