Gli esseri umani hanno causato il cambiamento climatico più drammatico in 3 milioni di anni

Il livello di anidride carbonica nell'atmosfera oggi è probabilmente più alto di quanto non sia stato negli ultimi 3 milioni di anni. Secondo una nuova ricerca, questo aumento del livello di anidride carbonica, un gas a effetto serra, potrebbe portare temperature non viste in tutto il periodo di tempo..

I ricercatori dello studio hanno utilizzato la modellazione al computer per esaminare i cambiamenti climatici durante il periodo quaternario, che è iniziato circa 2,59 milioni di anni fa e continua fino ad oggi. In quel periodo, la Terra ha subito una serie di cambiamenti, ma nessuno così rapido come quelli visti oggi, ha detto l'autore dello studio Matteo Willeit, un ricercatore post-dottorato sul clima presso l'Istituto di Potsdam per la ricerca sull'impatto climatico. [Prova fotografica del cambiamento climatico: immagini time-lapse di ghiacciai in ritirata]

"Per ottenere un clima più caldo del presente, devi fondamentalmente tornare a un periodo geologico diverso", ha detto Willeit .

3 milioni di anni di clima

Il periodo quaternario iniziò con un periodo di glaciazione, quando le calotte glaciali si ritirarono dalla Groenlandia per coprire gran parte del Nord America e del nord Europa. All'inizio, questi ghiacciai sono avanzati e si sono ritirati su un ciclo di 41.000 anni, guidati dai cambiamenti nell'orbita terrestre attorno al sole, ha detto Willeit.

Ma tra 1,25 milioni e 0,7 milioni di anni fa, questi cicli glaciali e interglaciali si sono allungati, ripetendosi ogni 100.000 anni circa, un fenomeno chiamato transizione del Pleistocene medio a causa dell'epoca in cui si è verificato. La domanda, ha detto Willeit, è cosa ha causato la transizione, dato che lo schema delle variazioni nell'orbita terrestre non era cambiato.

Willeit e il suo team hanno utilizzato una simulazione computerizzata avanzata del Quaternario per cercare di rispondere a questa domanda. I modelli sono validi solo quanto i parametri inclusi, e questo includeva molto: condizioni atmosferiche, condizioni oceaniche, vegetazione, carbonio globale, polvere e calotte glaciali. I ricercatori hanno incluso ciò che si sa sui parametri e poi li hanno modificati per vedere quali condizioni potrebbero creare la transizione del medio Pleistocene.

Come sono cambiate le cose

Il team ha scoperto che affinché i cicli glaciali di 41.000 anni passassero a cicli di 100.000 anni, dovevano accadere due cose: l'anidride carbonica nell'atmosfera doveva diminuire ei ghiacciai dovevano spazzare via uno strato di sedimenti chiamato regolite. [Immagini: splendidi ghiacciai della Groenlandia]

L'anidride carbonica potrebbe essere diminuita per diversi motivi, ha detto Willeit, come una diminuzione del gas a effetto serra che fuoriesce dai vulcani, o cambiamenti nel tasso di alterazione degli agenti atmosferici delle rocce, che porterebbero più carbonio a rimanere bloccato nei sedimenti trasportati sul fondo del mare. Meno carbonio nell'atmosfera significava meno calore intrappolato, quindi il clima si sarebbe raffreddato al punto in cui grandi lastre di ghiaccio avrebbero potuto formarsi più facilmente.

I processi geologici hanno fornito il secondo ingrediente cruciale per cicli glaciali più lunghi. Quando i continenti sono privi di ghiaccio per lunghi periodi di tempo, acquisiscono uno strato superiore di roccia radicata e non consolidata chiamato regolite. La luna terrestre è un buon posto per vedere un esempio oggi: lo spesso strato di polvere della luna è una regolite.

Il ghiaccio che si forma sopra questa regolite tende ad essere meno stabile del ghiaccio che si forma su un solido substrato roccioso, ha detto Willeit (immagina la differenza di stabilità tra una superficie fatta di cuscinetti a sfera rispetto a quella di un piano di tavolo piatto). Allo stesso modo, le lastre di ghiaccio a base di regolite scorrono più velocemente e rimangono più sottili del ghiaccio. Quando i cambiamenti nell'orbita terrestre alterano la quantità di calore che colpisce la superficie terrestre, le calotte glaciali sono particolarmente soggette a sciogliersi.

Ma i ghiacciai demoliscono anche la regolite, spingendo la polvere fino ai bordi glaciali. Questa purga glaciale rievoca il substrato roccioso; Dopo alcuni cicli glaciali all'inizio del Quaternario, il substrato roccioso sarebbe stato esposto, dando alle calotte di ghiaccio appena formate un punto più solido per l'ancoraggio, ha detto Willeit. Queste lastre di ghiaccio resilienti, oltre a un clima più fresco, hanno provocato i cicli glaciali più lunghi osservati dopo circa un milione di anni fa. I periodi interglaciali si sono verificati ancora a causa dei cambiamenti orbitali, ma sono diventati più brevi.

Clima allora e adesso

Questi risultati sono importanti per comprendere le condizioni che hanno determinato se luoghi come Chicago o New York City sono vivibili o sono coperti da un miglio di ghiaccio. Ma sono anche utili per inquadrare il cambiamento climatico di oggi, ha detto Willeit. [8 modi in cui il riscaldamento globale sta già cambiando il mondo]

Le registrazioni del carbonio atmosferico che esistevano circa 800.000 anni fa devono essere ricostruite piuttosto che misurate direttamente dalle carote di ghiaccio, quindi le stime sulla quantità di carbonio nell'atmosfera sono variate. La ricerca modellistica di Willeit e del suo team suggerisce che l'anidride carbonica era inferiore a 400 parti per milione per l'intero periodo quaternario. Oggi, la media globale è di 405 parti per milione e in aumento.

Nel tardo Pliocene, circa 2,5 milioni di anni fa, le temperature medie globali erano temporaneamente di circa 2,7 gradi Fahrenheit (1,5 gradi Celsius) superiori alla media prima dell'uso diffuso dei combustibili fossili, ha mostrato il modello di Willeit. Quelle antiche temperature attualmente detengono il record per le più alte dell'intero periodo quaternario.

Ma presto potrebbe cambiare. Il globo è già di 2,1 gradi F (1,2 gradi C) più caldo della media preindustriale. L'accordo di Parigi del 2016 limiterebbe il riscaldamento a 2,7 F (1,4 ° C), corrispondente al clima di 2,5 milioni di anni fa. Se il mondo non riesce a gestire quel limite e si dirige verso 3,6 gradi F (2 gradi C), il precedente obiettivo internazionale, sarà la media globale più calda vista in questo periodo geologico.

"Il nostro studio mette questo in prospettiva", ha detto Willeit. "Questo mostra chiaramente che anche se si guardano i climi passati su scale temporali molto lunghe, quello che stiamo facendo ora in termini di cambiamento climatico è qualcosa di grande e molto veloce, rispetto a quanto accaduto in passato".

I risultati saranno pubblicati oggi (3 aprile) sulla rivista Science Advances.

• La realtà del cambiamento climatico: 10 miti sfatati
• Immagini di Melt: Earth's Vanishing Ice
• In foto: il ghiaccio che svanisce dell'isola di Baffin

Pubblicato originariamente su .