sabato 12 agosto 2017

La reazione dei ghiacci antartici alla concentrazione di CO2 nell'atmosfera nei periodi del primo e medio Miocene: osservazioni e modelli da Andrill 2007

 

Dall'osservazione dei sedimenti estratti da Andrill 2007 e da una complementare elaborazione di un modello della calotta glaciale si ricava che i bordi della calotta antartica erano altamente dinamici nel periodo tra il primo e il medio miocene. La variazione nei margini della calotta antartica ci dice che alle alte latitudini meridionali i ghiacci erano sensibili a piccole variazioni della concentrazione di CO2 nell'atmosfera (tra 280 e 500 pmm) variazioni simili a quelle previste per i prossimi secoli.

I periodi del primo e del medio Miocene (23-14 Mya)sono molto indicati per studiare come la temperatura media della terra e la concentrazione di CO2 nell'atmosfera influirono sul clima del pianeta. È importante sottolineare che, questo intervallo di tempo include il Miocene Climatic Optimum, un periodo durante il quale le temperature medie superficiali erano 3-4 ° C più alte di oggi e la CO2 aveva una concentrazione simile a quella prevista per i prossimi decenni dai modelli di espansione dell'effetto serra.

I dati ricavati dall'analisi dei sedimenti estratti mostrano variazioni della CO2 da (~ 280 ppm), valori corrispondenti a quelli preindustriali, a (~ 500 ppm), valori considerati già alti.
Da altri studi geologici si deduce che la geografia del Miocene era simile a quella odierna soprattutto per quello che riguarda la circolazione di correnti e venti attorno all'Antartide e nell'oceano australe meridionale. Altri dati geologici ci indicano una variabilità di circa 100 metri del livello degli oceani, da un +40 a un -60.
Questo presuppone una corrispondente variazione dello spessore del ghiaccio antartico.

Le variabili che determinano l'aumento o la diminuzione dello spessore del ghiaccio sono molto complesse ma oggi abbastanza chiare sia nel tipo che nei loro valori.
Quello che si può ricavare dalla lettura di questo articolo è che ogni qualvolta che la concentrazione in atmosfera della CO2 si avvicina e/o supera il valore di 400ppm si ha un indebolimento delle barriere oceaniche e atmosferiche che isolano l'Antartide dal resto dell'oceano australe e della corrispondente fascia atmosferica tanto che un possibile ritiro dei ghiacci della calotta antartica occidentale avrebbe fortemente influenzato la situazione del ghiaccio nel mare di Ross e nella contigua calotta antartica orientale favorendo un disgelo costiero con comparsa ed espansione della tundra.

Le immagini a corredo illustrano queste fasi di oscillazione dello spessore del ghiaccio nella zona del mare di Ross in cui è avvenuta la perforazione dei sedimenti di Andrill 2007.




Testo e immagini liberamente tratte da: "Antarctic Ice Sheet sensitivity to atmospheric CO2 variations during the Early to mid-Miocene", di Richard H. Levy, David M. Harwood, Fabio Florindo, Francesca Sangiorgi, Robert Eagle, Hilmar von Eynatten, Edward Gasson, Gerhard Kuhn, Aradhna Tripati, Robert DeConto, Christopher Fielding, Brad Field, Nicholas Golledge, Robert McKay, Timothy Naish, Matthew Olney, David Pollard, Stefan Schouten, Franco Talarico, Sophie Warnyn, Veronica Willimott, and SMS Science Team.


lunedì 1 maggio 2017

Fiumi di acque di scioglimento scorrono attraverso l'Antartide...

 

 Un video da "LiveScience"



martedì 28 marzo 2017

L'occhio del satellite...

In inverno, il buio nasconde molto di questo roccioso lembo della penisola antartica, coperta di ghiaccio; in estate, sono le nuvole di solito a bloccare la vista.

Photograph: Modis/Aqua/Nasa

Ma di tanto in tanto, di solito a gennaio o febbraio, ci può essere una pausa tra le nuvole per ottenere una buona visione dal satellite della Nasa. La penisola montuosa coperta di ghiacci si estende per 1.300 km nell'Oceano meridionale. Alcuni geologi pensano che milioni di anni fa, le montagne potevano essere collegate alle Ande.Come con la maggior parte dell'Antartide, la caratteristica che domina la penisola e l'oceano che lo circonda è il ghiaccio. C'è ghiaccio sulla terra: i ghiacciai e calotte di ghiaccio.  
Ci sono spesse lastre di ghiaccio galleggiante che si aprono a ventaglio lungo le coste: le piattaforme di ghiaccio.  
Ci sono pezzi a blocchi di ghiaccio galleggiante che si staccano a formare iceberg. 
 Infine, v'è spesso una sottile crosta di ghiaccio marino che si forma sulla superficie dell'oceano nella stagione fredda. 
 Solo una piccola percentuale della superficie della penisola è priva di ghiaccio, e in alcuni luoghi il ghiaccio è spesso fino a 500 metri. 
 Le rare aree esposte (marrone) sono rocce prevalentemente isolate e vette - nunatak - che emergono attraverso lo strato di ghiaccio.

Brano liberamente tratto da "The Guardian"


venerdì 3 febbraio 2017


La formazione dei ghiacci  dell'Antartide


Uno dei grandi misteri del mondo scientifico è come gli strati di ghiaccio dell'Antartide si siano formati così rapidamente circa 34 milioni di anni fa, al confine tra l'Eocene e Oligocene.

Antartide orientale 2007
Ci sono 2 teorie in competizione.

La prima spiegazione è basata sul cambiamento climatico globale: gli scienziati hanno dimostrato che i livelli di anidride carbonica atmosferica siano diminuiti costantemente dall'inizio del Cenozoico, 66 milioni di anni fa. Una volta che la CO2 è scesa al di sotto di una soglia critica, più fredde temperature globali hanno permesso agli strati di ghiaccio dell'Antartide di formarsi.

La seconda teoria si concentra sui drammatici cambiamenti nei modelli di circolazione oceanica. La teoria è che quando il Passaggio di Drake (che si trova tra la punta meridionale del Sud America e l'Antartide) è sprofondato drammaticamente circa 35 milioni di anni fa, si sia innescata una completa riorganizzazione della circolazione oceanica. L'aumento della separazione della massa di terra antartica dal Sud America ha portato alla creazione della potente corrente antartica circumpolare che ha agito come una sorta di barriera d'acqua ed effettivamente ha bloccato le acque più calde e meno salate del Nord Atlantico e Pacifico centrale verso la massa di terra antartica e ha consentito alle lastre di ghiaccio di formarsi. 

Nessuno ha pensato di collegare queste due spiegazioni concorrenti prima.

Un gruppo di ricercatori, guidato dagli scienziati del Dipartimento di Scienze della Terra della McGill University ora suggerisce che il modo migliore per capire la creazione di questo fenomeno è, infatti, di collegare le due spiegazioni. 
In un articolo pubblicato su questo argomento su Nature Geoscience all'inizio di questa settimana sostengono che: 
  • l'abbassamento del Passaggio di Drake ha determinato un cambiamento nella circolazione oceanica che ha portato le acque calde a dirigersi verso nord in modelli di circolazione come quelli trovati per la corrente del Golfo che attualmente riscalda l'Europa nord-occidentale. Questo cambiamento delle correnti oceaniche, con le acque più calde costrette ad andare verso nord, produce un aumento delle precipitazioni, che ha portato, a partire da circa 35 milioni di anni fa a livelli di anidride carbonica molto ridotti nell'atmosfera.
  • I livelli di anidride carbonica nell'atmosfera scesero come risultato di un processo noto come silicate weathering (in cui rocce silicee sono bagnate da precipitazioni che portano l'anidride carbonica dall'atmosfera ad essere intrappolata in  calcare:                                                           
  • CaSiO3(s) (wollastonite) + 2CO2(g) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2HCO3 (aq) (bicarbonato) + SiO2(aq) (silice disciolta)); 
il calo significativo di CO2 nell'atmosfera ha raggiunto una soglia in cui le lastre di ghiaccio potrebbero essersi formate rapidamente in Antartide.
Galeno Halverson insegna  presso la McGill ed è uno degli autori dell'articolo. 
Egli ritiene che nessuno abbia pensato di combinare le due teorie prima perché non è un'idea intuitiva quella di guardare come gli effetti del cambiamento dei modelli di circolazione oceanica, che si verificano su scale di tempo di migliaia di anni, avrebbero effetti sul livello globale del silicate weathering, che controlla il clima globale su scale di tempo di centinaia di migliaia di anni.
"E 'una lezione interessante per noi quando si tratta di cambiamenti climatici", dice Halverson, «perché ciò che si ottiene è un cambiamento tra due stati climatici stabili in Antartide - da non ghiacciai a ghiacciai. E ciò che vediamo è al tempo stesso la complessità dei cambiamenti climatici  e come un profondo dei cambiamento dei modelli di circolazione oceanica possa avere un effetto sugli stati climatici globali, se guardato su una scala temporale geologica. " 

Testo liberamente tratto da Geology Page 

Antartide orientale 2007

Foto originali di Graziano Scotto di Clemente.




mercoledì 1 febbraio 2017

Le diatomee fossili.

 

Fossili di diatomee sono ampiamente presenti sulle superfici dei monti della catena Transantartica.
sabbie con depositi di diatomee - zona di New Harbour
Secondo un nuovo studio potrebbero dimostrare un aumento sostanziale del livello del mare in condizioni di riscaldamento globale continuo.

Lo studio, condotto dalla Northern Illinois University con il geologo Reed Scherer, indica che la calotta Antartica Orientale ha una storia di instabilità durante antichi periodi caldi e potrebbe essere soggetta ad un ritiro significativo e a un parziale crollo indotto da futuri cambiamenti climatici. La calotta Antartica Orientale è la più grande calotta glaciale del mondo e il giocatore più significativo per un potenziale innalzamento del livello del mare.

Per decenni, gli scienziati sono stati coinvolti in un acceso dibattito su come le diatomee, che sono state scoperti nel 1980, si siano inserite nel "Gruppo Sirio", una serie di rocce sedimentarie glaciali esposte lungo le Montagne Transantartiche.

Alcuni scienziati hanno sostenuto che le diatomee accumulatesi in un bacino marino dopo il ritiro dei ghiacci, più tardi, dopo il ritorno del clima più freddo, siano state spostate dai ghiacciai crescenti sulle montagne. Questa interpretazione ha suggerito una ritirata drammatica della calotta di ghiaccio tra i 3 milioni e 4,5 milioni di anni fa, durante i periodi caldi del Pliocene. Ma altri scienziati sostenevano che lo strato di ghiaccio sia rimasto stabile per almeno gli ultimi 5 milioni di anni, e le diatomee siano state sposate dal vento e depositati in cima a sedimenti più vecchi.

Il nuovo studio, pubblicato il 20 settembre, in Nature Communications, suggerisce che entrambe le parti abbiano in parte ragione e in parte torto - la calotta si è ritirata, e il vento ha distribuito le diatomee.

Utilizzando sofisticati modelli di calcolo Scherer e colleghi hanno trovato che lo strato di ghiaccio potrebbe aver subito una serie di ritiri e riavanzate durante i periodi caldi pliocenici, ma i ritiri non erano così drammatici come alcuni scienziati hanno suggerito in precedenza. Erano però abbastanza significativi per scoprire baie di acqua di mare aperto nei bacini Aurora e Wilkes, con condizioni adatte per la produzione di grandi quantità di diatomee plancton.

Il ritiro del ghiaccio ha permesso a terreni precedentemente coperti cosparsi di diatomee sopra il livello del mare nel corso di poche decine di migliaia di anni di essere eroso da venti ciclonici che hanno disperso le polveri di diatomee, depositandoli attraverso le Montagne Transantartiche.

"I modelli al computer indicano che la calotta orientale dell'Antartide si ritirò durante il Pliocene di almeno 300 miglia verso l'interno dell'Antartide orientale....Così i nostri risultati indicano che le diatomee erano portate dal vento, ma sono venute da zone di ridotto strato di ghiaccio in Antartide orientale, dove vaste terre ricche di diatomee era diventato esposto all'aria."


depositi alluvionali - zona New Harbour
La calotta antartica detiene la maggioranza di acqua dolce del mondo, e una sua fusione sostanziale e un conseguente ritiro dello strato di ghiaccio in futuro si tradurrebbe in un aumento dei livelli del mare con conseguenze devastanti per le regioni costiere del mondo.

"In certi intervalli di Pliocene caldo, il livello del mare avrebbe potuto essere fino a 23 metri più alto di quanto lo sia ora", ha detto Scherer.

"L'aumento di anidride carbonica atmosferica è ormai vicina alla concentrazione di 400 parti per milione, corrispondente per la prima volta ai livelli del Pliocene caldo".

"La domanda è sulla rapidità con cui i livelli del mare aumenterebbero, e stiamo probabilmente guardando in avanti di diverse centinaia di anni ma prima di raggiungere un picco alto che corrisponde al Pliocene, il problema dell'innalzamento del livello del mare progressivo è già su di noi" . 
Micro flussi di acqua di disgelo . zona New Harbour
Testo liberamente tratto Geology Page. 
Foto di Graziano Scotto di Clemente 2007.

mercoledì 25 gennaio 2017

Anatomia di una deglaciazione


Una serie di studi recenti, in particolare dello scorso anno, hanno suggerito che la domanda è "quando" e non "se" la calotta antartica occidentale si scioglierà nei prossimi secoli. Ci sono alcune ipotesi, inoltre, che la calotta antartica Orientale potrebbe non essere così insensibile ai cambiamenti climatici come si pensava.

Ma come i ghiacciai antartici si sciolgono e si disintegrano è ancora un argomento di dibattito.

Un modo per capire come il processo potrà svolgersi è ovviamente quello di guardare come è accaduto in passato. Trevor Williams per aiutare a rispondere a questa domanda ha studiato una vasta regione di ghiaccio che drena verso il Mare di Weddell.

Il metodo è complicato e a dir poco ad alta intensità di lavoro. Esso comporta di campeggiare per settimane accanto enormi fiumi di ghiaccio e di perforare il fondo marino alla fine del ghiacciaio per raccogliere sedimenti che sono stati depositati in centinaia di migliaia di anni.

Le rocce erose dal ghiacciaio nella sua parte più alta scendono a valle lentamente e fluiscono ai margini del ghiacciaio stesso, dove possono venire a galla e fondersi con il ghiaccio. Nel suo fronte marino gli iceberg che si creano portano i loro relitti geologici più lontano finché casualmente cadono in mare.

"L'unica cosa che resta degli iceberg è la roccia che portano, e che si accumula sul fondo del mare per millenni. Questa è la registrazione di ciò che il ghiaccio stava facendo ".

I detriti che si accumulano sul fondo del mare forniscono una registrazione di quanto rapidamente il ghiaccio continentale si sia scaricato verso il mare, ed è quindi una buona misura indiretta di quanto rapidamente le lastre di ghiaccio si stavano ritirando e fondendo.

Una mappa mostra la regione di Thomas Hills e il flusso della calotta glaciale.
Photo Credit: Trevor Williams


Ma Williams e il suo team entrano più in dettaglio: vogliono conoscere le fonti geografiche dei detriti che li avrebbero aiutati a individuare la sequenza del ritiro dei ghiacciai in passato, nei periodi precedenti, quando l'Antartide perse rilevanti massa di ghiaccio.

La più recente deglaciazione dell'Antartide, che è iniziata circa 18.000 anni fa, dopo che la calotta antartica raggiunse la sua massima estensione alla fine dell'ultima era o periodo glaciale, è abbastanza chiara. Tuttavia, la sequenza di come il ghiaccio si ritirò durante i precedenti periodi interglaciali, tra un ciclo globale di 100.000 anni di congelamento interrotto da brevi periodi di scongelamento, non è così ben noto.

Gli scienziati sono particolarmente incuriositi dall'ultimo periodo interglaciale, chiamato dell'Eemiano, che è durato da130.000 a circa 114 mila anni fa, in quel periodo le temperature erano fino a due gradi Celsius superiori a quelle odierne, e non ci sono indicazioni che gran parte dell'Antartide Occidentale si sia sciolto.

Tuttavia, i livelli di anidride carbonica oggi sono più alti che durante l'Eemiano, e l'aumento di temperatura potrebbe superare i 2C nel prossimo futuro. Quindi, quello che è successo durante l'Eemiano potrebbe essere una guida per i prossimi secoli quando la perdita di ghiaccio dall'Antartide potrebbe alzare il livello del mare per diversi metri, inondando zone basse in tutto il mondo.

Liberamente tratto da: Anatomy of a Deglaciation

sabato 14 gennaio 2017


Da Polar Education: una lezione in Italiano