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.