La Terra si trova da circa 12.000 anni nell'era dell'Olocene, un periodo più caldo successivo ad un'era glaciale. Nel corso di questa epoca ci sono state circa 22 fasi fredde improvvise, durate diversi secoli, che hanno portato all'espansione dei ghiacciai.
"Fino ad ora non c'era una spiegazione convincente per questo fenomeno. Sembrava sempre mancare qualcosa", afferma Alice Paine, sostenuta dal SNF, dell'Università di Basilea. Si supponevano, tra le altre cose, l'influenza di iceberg diretti verso sud, variazioni dell'attività solare o cambiamenti delle correnti oceaniche.
La ricercatrice post-dottorato, insieme a un team internazionale, ha approfondito un'altra idea: l'attività dei vulcani. Il suo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, dimostra che le eruzioni sono molto probabilmente l'innesco delle lunghe fasi fredde. I ricercatori forniscono anche una spiegazione convincente per il meccanismo sottostante.
Eruzioni vulcaniche simultanee e crescita dei ghiacciai
Il team ha raccolto tutte le informazioni sulle forti eruzioni vulcaniche nell'Olocene da diverse fonti. Ci sono stati 51 casi, molti dei quali nel Pacifico occidentale lungo il cosiddetto Anello di Fuoco del Pacifico. In questa regione si trovano molti vulcani attivi, poiché le placche della crosta terrestre si scontrano e si sovrappongono, provocando eruzioni esplosive massicce.
Il momento degli eventi vulcanici è stato determinato con accurata precisione grazie a carote di ghiaccio provenienti dall'Artico e dall'Antartide, nonché dalla datazione di materiali organici intrappolati nei depositi di cenere. Una datazione aggiornata delle rocce vulcaniche ha fornito informazioni aggiuntive.
Queste informazioni sono state confrontate dai ricercatori con l'insorgenza delle fasi fredde più lunghe nell'Olocene. La datazione di queste fasi è stata effettuata principalmente tramite informazioni sull'espansione massima dei ghiacciai, analizzando le morene, il materiale roccioso spinto dalla lingua glaciale.
Il risultato: oltre l'ottanta per cento delle espansioni glaciali ha avuto luogo nello stesso periodo di almeno una delle eruzioni vulcaniche. "Combinando i risultati della nostra analisi statistica con le ricostruzioni paleoclimatiche esistenti, siamo molto sicuri che non si tratti di un caso. Inoltre, l'analisi integra tutte le conoscenze precedenti sui meccanismi coinvolti", afferma Paine.
Le condizioni di temperatura vanno fuori equilibrio
Secondo queste, un'eruzione vulcanica a volte destabilizza l'equilibrio energetico della Terra tanto da causare un cambiamento globale del clima: durante l'eruzione, le particelle di zolfo vengono proiettate nell'atmosfera, riflettendo la luce solare incidente. Di conseguenza, la superficie terrestre si raffredda nell'emisfero nord.
Il ghiaccio marino artico si espande, riducendo il calore che l'oceano cede all'atmosfera. Ciò cambia il corso delle correnti oceaniche. Inoltre, una zona di bassa pressione ricca di pioggia intorno all'equatore si sposta verso sud e la zona fredda si espande.
"Tutti gli effetti si rafforzano reciprocamente, funziona secondo il principio della palla di neve", dice Paine. Alla fine, fa così freddo che i ghiacciai iniziano a crescere, soprattutto nelle altitudini maggiori come in Svizzera.
Affinché ciò accada, tuttavia, devono essere soddisfatte alcune condizioni al contorno. Se l'eruzione vulcanica è per esempio troppo debole, le particelle di zolfo non raggiungono l'alta atmosfera. Al contrario, se è troppo forte, la colonna di polvere può collassare sotto il proprio peso, cosicché relativamente poco zolfo raggiunga l'alta atmosfera.
Paine sottolinea: Il fenomeno non deve essere confuso con ciò che è accaduto nel 1816 nell'"anno senza estate". Allora, l'eruzione del vulcano Tambora nell'attuale Indonesia determinò una diminuzione della temperatura di diversi gradi, causando fallimenti dei raccolti e carestie a livello globale. Tuttavia, l'effetto durò solo un anno, finché le particelle di polvere scomparvero dall'atmosfera.
Nelle fasi fredde più durature è diverso. "Le particelle di zolfo mettono in moto solo la palla di neve. Ma i loro effetti sul sistema Terra durano decenni o anche secoli, molto tempo dopo che le particelle sono state lavate via dall'atmosfera."
Le previsioni sono difficili
Una grande domanda è se una tale fase fredda indotta dai vulcani potrebbe verificarsi anche nel prossimo futuro. "Negli eventi che abbiamo studiato, il clima si trovava praticamente in uno stato naturale," avverte la ricercatrice. Attualmente, tuttavia, si trova in uno stato senza precedenti a causa dell'influenza umana.
Alcuni ricercatori credono che per questo motivo il clima potrebbe più facilmente destabilizzarsi in eventi come le eruzioni vulcaniche. Altri affermano che, oggi, un'eruzione vulcanica non è altro che una goccia d'acqua su una pietra ardente, vista la massiccia trasformazione in corso dell'atmosfera. "Più cambia il nostro clima, più complessi diventano i processi", spiega Paine. "Qui c'è ancora una grande lacuna di conoscenza da colmare.".
Contatto stampa:
Alice R. Paine
Dipartimento di Scienze Ambientali
Università di Basilea
Bernoullistrasse 32
4056 Basel
Tel.: +41 61 207 2880
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