Thomas Dalton
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Le massicce collisioni tettoniche nei tropici potrebbero aver causato le ultime tre grandi ere glaciali della Terra.
Prima di ciascuna di queste ere glaciali, nuove ricerche hanno scoperto che le collisioni tra continenti e archi di isole hanno costruito lunghe catene di montagne alle latitudini tropicali. Queste montagne potrebbero aver preparato il terreno per un clima rinfrescante: mentre si erodevano nei mari, avrebbero alterato la chimica dell'oceano in modo che avrebbe potuto assorbire più carbonio dall'atmosfera. Poiché il carbonio atmosferico intrappola il calore, meno carbonio nei cieli si traduce in temperature più fredde, consentendo la formazione di lastre di ghiaccio e ghiacciai.
"Questo potrebbe fornire un semplice processo tettonico che spiega come la Terra entra e esce dai periodi glaciali", ha detto il coautore dello studio Oliver Jagoutz, professore di geologia presso il Massachusetts Institute of Technology. [Gli 8 più grandi misteri della Terra]
Breve storia del ghiaccio
Durante l'Era Fanerozoica, che abbraccia gli ultimi 540 milioni di anni, la Terra è stata priva di ghiaccio per il 75% del tempo, anche ai poli Nord e Sud. Ma il pianeta ha anche visto tre periodi glaciali, o ere glaciali, in cui esistevano almeno alcune calotte glaciali permanenti. Il primo è stato nel tardo periodo Ordoviciano, da 455 milioni a 440 milioni di anni fa, quando i primi pesci mascella erano impegnati ad evolversi. Il secondo era nel Permo-carbonifero, da 335 milioni a 280 milioni di anni fa, l'età degli anfibi e degli strani rettili simili a mammiferi come il dimetrodonte. L'ultima era glaciale è in corso. È iniziato circa 35 milioni di anni fa, quando si sono formate per la prima volta le calotte glaciali antartiche moderne.
I progressi glaciali più piccoli, come l'era glaciale che si è conclusa circa 11.700 anni fa, non sono oggetto di questo studio. Brevi avanzamenti e arretramenti dei ghiacciai si sono verificati a causa delle variazioni nell'orbita terrestre che ridistribuiscono il calore del sole, ha detto Jagoutz. La domanda sconcertante è perché la Terra ha periodi gelidi, punto.
"Sembra che lo stato climatico in cui la Terra ama trovarsi sia più caldo di oggi, e questi periodi di glaciazione sono insoliti", ha detto Jagoutz. "E se sono insoliti, deve accadere qualcosa di specifico."
Collisione ed erosione
Jagoutz ei suoi colleghi ritengono che "qualcosa di specifico" sia la formazione di catene montuose nei tropici.
A prima vista, potrebbe sembrare strano che le montagne tropicali possano creare un'era glaciale. Ma l'atmosfera, gli oceani e la terra sono tutti collegati. La crosta continentale è ricca di minerali silicati. Quando queste rocce pesanti di silicato si erodono e si dissolvono negli oceani, rendono l'acqua di mare più alcalina o basica. L'anidride carbonica dell'atmosfera si dissolve prontamente in quest'acqua di mare alcalina. Più è alcalino, più carbonio può contenere l'oceano.
Attualmente, l'uso umano di combustibili fossili sta superando la capacità dell'oceano di trattenere il carbonio. Negli ultimi 200 anni l'acqua di mare è diventata il 30 percento più acida. Milioni di anni fa, enormi eventi di costruzione di montagne potrebbero aver fatto esattamente l'opposto, rendendo l'oceano più alcalino. Le montagne tropicali, in particolare, avrebbero svolto il lavoro in modo efficiente. I tropici sono bagnati, quindi l'erosione avviene rapidamente e le rocce sollevate dalla tettonica tropicale sono ricche di magnesio e calcio facilmente dissolvibili.
L'idea che l'erosione tropicale potesse aver influenzato il clima non era nuova, ma Jagoutz e il suo team sono stati i primi a raccogliere un database di tutti i record geologici di queste grandi collisioni tettoniche e confrontarli con l'inizio delle ere glaciali. Hanno scoperto che nel corso del Fanerozoico, la lunghezza delle aree di collisione attive tra le placche oceaniche e continentali - chiamate "suture" - variava da zero a 18.640 miglia (30.000 chilometri). Ciascuna delle principali ere glaciali è stata preceduta da un picco nella lunghezza di queste collisioni attive nei tropici, quando le suture erano lunghe tra 6.214 miglia e 18.640 miglia (10.000 e 30.000 km).
"Ogni volta che hai avuto un'era glaciale, hai avuto una maggiore lunghezza della zona di sutura nei tropici", ha detto Jagoutz.
Tempo geologico
Le tracce geologiche che queste antiche collisioni lasciano sono chiamate ofioliti, che sono rocce oceaniche e vulcaniche spinte sulla sommità della crosta continentale. I ricercatori non hanno visto nessuno di questi estremi di ofiolite in tempi in cui la Terra non era ghiacciata. Ed erano le ofioliti ai tropici, o regioni a meno di 20 gradi di latitudine, che sembravano avere importanza per il raffreddamento del pianeta.
Ci sono altre teorie sul perché la Terra abbia periodi gelidi, ha detto Jagoutz, vale a dire che l'attività vulcanica varia, pompando più o meno carbonio nell'atmosfera. Ma i dati sulla storia del vulcanismo non sempre coincidono con i periodi glaciali, ha detto, e la teoria del vulcano non offre una buona spiegazione del perché le ere glaciali dovrebbero fermarsi oltre che iniziare. La spiegazione tettonica fa un buon lavoro: una volta che le catene montuose ricche di calcio e magnesio si erodono completamente o si spostano dai tropici attraverso la deriva dei continenti, il loro effetto sul clima svanisce e la Terra ritorna al suo tipico stato balsamico.
Jagoutz ei suoi colleghi hanno chiesto una sovvenzione della National Science Foundation per approfondire la loro teoria. Che sia giusto o sbagliato, le montagne tropicali non salveranno l'umanità dal cambiamento climatico causato dall'uomo in qualunque momento presto. Questo processo di costruzione di montagne avviene nel corso di milioni di anni, ha detto Jagoutz, e ha poco a che fare con il tipo di variazioni che determinano se, ad esempio, Miami è abitabile o inondata dall'innalzamento del mare. Alcuni ricercatori, tuttavia, hanno riflettuto su schemi di geoingegneria che macinerebbero rocce ricche di calcio o magnesio e le diffonderebbero negli oceani tropicali, ha detto, o inietterebbero anidride carbonica in rocce simili..
"Le persone vogliono usare questo processo naturale per aiutare con il cambiamento climatico causato dall'uomo, [ma [ci sono molti problemi con il suo, come come si fa a far andare questo processo su una scala temporale che è rilevante per gli esseri umani?" Ha detto Jagoutz. "Questo è molto difficile."
La ricerca appare oggi (14 marzo) sulla rivista Science.
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