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Contenuti del libro
Informazioni
“Scritto nel ghiaccio. Viaggio nel clima che cambia” di Carlo Barbante ti porta in un viaggio incredibile nei luoghi più freddi del pianeta, l’Antartide e la Groenlandia, per scoprire come il ghiaccio sia un vero e proprio archivio del clima terrestre. Immagina di poter leggere la storia del nostro pianeta strato dopo strato, come gli anelli di un albero, ma per centinaia di migliaia di anni! Questo libro spiega proprio come gli scienziati estraggono le carote di ghiaccio e analizzano le bolle d’aria e le sostanze chimiche intrappolate per ricostruire le temperature passate, le concentrazioni di gas serra come CO2 e metano, e capire i grandi cicli naturali che hanno governato il clima. Scoprirai come i movimenti dell’orbita terrestre influenzano le ere glaciali e come la Terra ha un suo “termostato” naturale. Ma soprattutto, vedrai come l’attività umana stia alterando questo equilibrio a una velocità mai vista prima, causando il riscaldamento globale e lo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari, con conseguenze come l’innalzamento del livello del mare. È una corsa contro il tempo, perché mentre il ghiaccio si scioglie, perdiamo pezzi di questa preziosa memoria. Progetti come Ice Memory e Beyond EPICA sono fondamentali per salvare questi archivi e studiare il clima passato per capire meglio il cambiamento climatico attuale. È una lettura appassionante che ti fa capire quanto sia delicato il nostro pianeta e quanto sia urgente agire.Riassunto Breve
Le regioni polari, come Antartide e Artico, sono cruciali per capire il clima globale. Queste aree subiscono e influenzano i cambiamenti climatici. L’aumento delle temperature scioglie ghiaccio e neve, riducendo la superficie riflettente e aumentando l’assorbimento di calore da parte dell’oceano, un processo che accelera il riscaldamento. Lo scioglimento del permafrost artico rilascia gas serra, contribuendo ulteriormente. La fusione dei ghiacciai e delle calotte polari causa l’innalzamento del livello del mare, con impatti sulle coste. La neve che si accumula nelle calotte si trasforma in ghiaccio, intrappolando bolle d’aria e sostanze chimiche che erano nell’atmosfera al momento della nevicata. Questi strati di ghiaccio sono archivi naturali che conservano informazioni sul clima, la composizione atmosferica, le eruzioni vulcaniche e l’inquinamento di migliaia o milioni di anni fa. L’analisi chimica e isotopica di questi strati, estratti tramite carote di ghiaccio, permette di ricostruire le condizioni climatiche passate. La datazione degli strati è fondamentale e si basa su metodi come il conteggio annuale o l’identificazione di eventi noti. La ricerca scientifica sul clima passato si concentra sullo studio di queste carote profonde in Antartide e Groenlandia. Progetti come EPICA a Dome C hanno ottenuto record climatici di 800.000 anni, mostrando la stretta relazione tra temperatura e gas serra come CO2 e metano, che variano con i cicli orbitali terrestri. Le concentrazioni attuali di questi gas sono molto più alte dei livelli massimi registrati in centinaia di migliaia di anni. La temperatura della Terra dipende dall’equilibrio tra l’energia solare ricevuta e il calore disperso. I gas serra nell’atmosfera creano un effetto serra naturale che mantiene il pianeta abitabile. La Terra ha meccanismi di autoregolazione, come il ciclo del carbonio, che agiscono su scale temporali lunghe. Tuttavia, l’attività umana, bruciando combustibili fossili, immette CO2 nell’atmosfera a una velocità senza precedenti, intensificando l’effetto serra e causando il riscaldamento globale. Le variazioni nell’orbita terrestre (eccentricità, obliquità, precessione) modificano la distribuzione della radiazione solare e sono considerate un fattore chiave nei cambiamenti climatici passati, inclusi i cicli glaciali. Le carote di ghiaccio contengono indicatori indiretti (proxies) come isotopi dell’acqua per la temperatura, gas nelle bolle d’aria per la composizione atmosferica e polvere per l’aridità. L’analisi di questi proxies permette di ricostruire il clima. Durante le ere glaciali, il clima del Nord Atlantico ha mostrato variazioni rapide e intense (eventi Dansgaard-Oeschger), forse legate a interruzioni della circolazione termoalina atlantica (AMOC), una corrente oceanica che trasporta calore. L’immissione di acqua dolce può rallentare l’AMOC, causando raffreddamento nel Nord Atlantico e riscaldamento nell’emisfero meridionale, un fenomeno visibile nelle carote di ghiaccio come “altalena bipolare”. Le carote antartiche confermano i cicli orbitali e mostrano che la CO2 ha agito come amplificatore dei cambiamenti di temperatura. Comprendere questi eventi passati è cruciale perché l’attuale riscaldamento globale, causato dall’uomo, potrebbe innescare meccanismi di feedback simili. Negli ultimi 10.000 anni, l’uomo ha avuto un impatto crescente sull’ambiente, registrato nel ghiaccio. Le concentrazioni di CO2 e metano hanno iniziato ad aumentare migliaia di anni fa, deviando dai cicli naturali, in coincidenza con l’inizio dell’agricoltura e la deforestazione. I ghiacciai di tutto il mondo si stanno sciogliendo rapidamente a causa del riscaldamento globale, distruggendo questi archivi naturali. La perdita di un ghiacciaio significa la perdita irrecuperabile di dati climatici. Progetti come Ice Memory raccolgono carote da ghiacciai a rischio per conservarle in Antartide. Altri progetti, come Beyond EPICA, cercano ghiaccio ancora più antico per studiare periodi climatici passati e migliorare i modelli previsionali. Le carote di ghiaccio sono archivi essenziali per leggere la storia climatica del pianeta e l’interazione con l’uomo.Riassunto Lungo
1. Il Ghiaccio: Archivio del Clima
Le regioni polari e il loro valore scientifico
Le regioni polari, come l’Antartide e l’Artico, sono luoghi essenziali per capire come funziona il clima del nostro pianeta. L’Antartide, in particolare, è un continente dedicato interamente alla ricerca scientifica, protetto da un trattato internazionale che vieta attività militari o economiche. Queste aree remote non sono isolate, ma subiscono in modo forte gli effetti dell’inquinamento e dei cambiamenti climatici che avvengono nel mondo. Allo stesso tempo, i cambiamenti che si verificano ai poli influenzano a loro volta il clima globale, rendendoli punti chiave per lo studio scientifico. Capire cosa succede qui è fondamentale per prevedere il futuro del clima terrestre.Il ghiaccio: un archivio naturale del passato
La neve che cade e si accumula nelle regioni polari non scompare, ma si trasforma lentamente in ghiaccio sotto il peso degli strati che si depositano sopra. Durante questo processo, il ghiaccio intrappola piccole bolle d’aria che contengono l’atmosfera di quel tempo. Non solo l’aria, ma anche sostanze chimiche e particelle presenti nell’atmosfera al momento della nevicata rimangono conservate. Questi strati di ghiaccio diventano così degli archivi naturali incredibili. Conservano informazioni dettagliate sulla composizione dell’atmosfera, la temperatura, le eruzioni vulcaniche e persino l’inquinamento di migliaia o milioni di anni fa.Leggere le informazioni conservate nel ghiaccio
Per scoprire i segreti conservati nel ghiaccio, gli scienziati estraggono lunghe carote di ghiaccio che arrivano in profondità. Analizzano chimicamente i diversi strati, studiando ad esempio la concentrazione di ioni come sodio o calcio, o i gas intrappolati nelle bolle d’aria. Queste analisi permettono di ricostruire le condizioni climatiche e ambientali che c’erano sulla Terra in epoche passate. La datazione precisa degli strati è fondamentale per queste ricostruzioni, ma non è semplice. Il ghiaccio, infatti, si muove e si deforma lentamente sotto il proprio peso, scorrendo verso i bordi delle calotte. Questo movimento rende la relazione tra la profondità di uno strato e la sua età non lineare, complicando l’analisi, ma spiega anche perché le grandi calotte di ghiaccio non crescono all’infinito in altezza.I cambiamenti attuali e le loro conseguenze
Oggi, le regioni polari sono tra le più colpite dall’aumento delle temperature globali. Il calore fa sciogliere la neve e il ghiaccio marino, riducendo le grandi superfici bianche che normalmente riflettono la luce del sole nello spazio. Quando queste superfici diminuiscono, l’oceano e la terra sottostante assorbono più energia solare, aumentando ulteriormente le temperature in un circolo vizioso chiamato feedback positivo. Nell’Artico, il riscaldamento sta anche sciogliendo il permafrost, il terreno che è rimasto ghiacciato per migliaia di anni. Questo scioglimento rilascia nell’atmosfera grandi quantità di gas serra come anidride carbonica e metano, contribuendo ulteriormente al riscaldamento del pianeta. Una delle conseguenze più preoccupanti dello scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari è l’innalzamento del livello del mare. Nell’ultimo secolo, il livello medio globale del mare è già aumentato di circa 15 centimetri. Le previsioni indicano un ulteriore aumento di circa 50 centimetri entro la fine di questo secolo, con impatti potenzialmente devastanti per le zone costiere basse in tutto il mondo. La calotta di ghiaccio della Groenlandia, nell’Artico, è attualmente il maggior contributore a questo aumento. Tuttavia, anche la perdita di massa di ghiaccio dall’Antartide sta accelerando, in parte a causa del riscaldamento delle acque oceaniche che erodono i bordi delle piattaforme di ghiaccio.Se il ghiaccio si muove e si deforma, come possiamo essere certi che l’archivio non sia stato alterato o che la datazione sia sempre affidabile?
Il capitolo accenna alla complessità della datazione e al movimento del ghiaccio, ma non spiega come la comunità scientifica affronti queste sfide per garantire l’affidabilità dei dati. Non vengono menzionati i metodi di correzione per la deformazione o le possibili incertezze, specialmente negli strati più antichi. Per comprendere meglio la robustezza di queste ricostruzioni climatiche, è fondamentale approfondire le metodologie specifiche utilizzate nella glaciologia e nella paleoclimatologia, studiando come vengono applicate l’analisi isotopica e altre tecniche di datazione e validazione incrociata dai ricercatori nel campo.2. Segreti dal Cuore del Ghiacciaio
Studiare gli strati di ghiaccio profondo in Antartide e Groenlandia è fondamentale per capire il clima del passato. Le prime esplorazioni in queste aree remote iniziano anche per motivi strategici, come valutare la resistenza del ghiaccio per scopi militari. Un impulso decisivo alla ricerca scientifica arriva con l’Anno Geofisico Internazionale nel 1957-58, che promuove le prime perforazioni profonde dedicate allo studio del clima. Stati Uniti, Unione Sovietica e paesi europei sono tra i pionieri in questi progetti complessi.Come si ottengono e analizzano i campioni di ghiaccio
Ottenere questi campioni di ghiaccio, chiamati carote, richiede attrezzature speciali, i carotieri, e squadre di tecnici esperti, spesso chiamati “drillers”. Il loro lavoro è cruciale per superare le sfide poste dalle diverse condizioni del ghiaccio a varie profondità, assicurando che i campioni estratti siano completi e non danneggiati. È un processo molto lento e difficile, che si svolge in ambienti con temperature estreme. Una volta recuperate, le carote di ghiaccio offrono un archivio dettagliato: contengono strati distinti di neve accumulata ogni anno, simili agli anelli di crescita degli alberi. Questi strati permettono di stabilire l’età del ghiaccio in profondità con grande precisione. Analizzando la composizione chimica e gli isotopi presenti in ogni strato, gli scienziati possono ricostruire le condizioni climatiche del passato, come la temperatura e la composizione dell’atmosfera.Cosa ci dicono i ghiacci sul clima passato
Le ricerche in Groenlandia, con progetti come Camp Century e Dye 3 che hanno raggiunto grandi profondità, hanno rivelato che il clima terrestre può cambiare molto rapidamente, a volte in pochi decenni. Studi successivi come GISP2 e GRIP hanno fornito informazioni ancora più precise sul clima dell’ultima era glaciale. In Antartide, siti come Vostok e Dome C hanno permesso di guardare ancora più indietro nel tempo, estendendo la conoscenza del clima per centinaia di migliaia di anni. Il progetto europeo EPICA, in particolare, ha ottenuto a Dome C un record climatico continuo che copre gli ultimi 800.000 anni. Questi studi hanno dimostrato un legame stretto tra la temperatura globale e la concentrazione di gas serra nell’atmosfera, come anidride carbonica (CO2) e metano, evidenziando come queste variazioni siano spesso legate ai cicli naturali dell’orbita terrestre. Un dato preoccupante emerso da queste analisi è che le attuali concentrazioni di questi importanti gas serra sono significativamente più alte dei livelli massimi osservati in tutto il periodo coperto dai record, cioè gli ultimi 800.000 anni.Se il clima è sempre cambiato per cicli naturali, come spiegato dal capitolo, perché dovremmo preoccuparci ora?
Il capitolo presenta dati cruciali che mostrano il legame tra temperatura e gas serra su scale temporali molto lunghe, menzionando i “cicli naturali dell’orbita terrestre”. Tuttavia, non approfondisce sufficientemente il contesto che rende la situazione attuale diversa dai cambiamenti climatici del passato. Per comprendere appieno questa distinzione, è fondamentale esplorare la paleoclimatologia e la climatologia moderna, concentrandosi sul ritmo del cambiamento attuale rispetto a quelli passati guidati da cicli naturali, e sul ruolo dei gas serra di origine antropica. Approfondire il lavoro di autori come Richard Alley o Michael Mann può fornire una prospettiva più completa su come i dati dei ghiacci si inseriscono nel quadro più ampio del sistema climatico terrestre e delle sue alterazioni.3. Terra: Un Termostato Delicato
La temperatura della Terra dipende dall’equilibrio tra l’energia che arriva dal Sole e quella che il pianeta disperde nello spazio. L’atmosfera contiene gas specifici, come l’anidride carbonica, il metano e il vapore acqueo, che funzionano un po’ come una coperta. Questi gas sono in grado di assorbire una parte del calore che la superficie terrestre riemette. Questo fenomeno naturale è noto come effetto serra. È proprio grazie a questo effetto serra che la temperatura media del pianeta si mantiene intorno ai 15°C, un valore che rende la Terra un luogo accogliente per la vita, a differenza di pianeti come Venere o Marte.Il termostato naturale del pianeta
Nel corso di miliardi di anni, la Terra ha mantenuto il suo clima relativamente stabile grazie a un sistema di autoregolazione. Questo sistema si basa sul lento ciclo del carbonio. I vulcani, ad esempio, immettono anidride carbonica nell’aria. Allo stesso tempo, processi naturali come il dilavamento delle rocce con l’acqua piovana rimuovono questa CO2 dall’atmosfera. La velocità con cui la CO2 viene rimossa è influenzata da fattori come la temperatura, la quantità di pioggia e la presenza di vegetazione. Un clima più caldo e umido accelera questo processo di rimozione, contribuendo a ridurre la CO2 e a contrastare l’aumento di temperatura. Questo meccanismo agisce come un vero e proprio termostato naturale, anche se funziona su scale temporali estremamente lunghe.L’intervento umano e l’aumento della CO2
Purtroppo, l’azione dell’uomo ha alterato questo equilibrio delicato. Bruciando combustibili come carbone, petrolio e gas, immettiamo nell’aria enormi quantità di anidride carbonica. Questa immissione avviene a una velocità che la natura non può compensare con i suoi ritmi lenti. Di conseguenza, la quantità di CO2 nell’atmosfera è aumentata rapidamente. Oggi, la sua concentrazione supera le 417 parti per milione, un livello che non si vedeva da almeno due milioni di anni.Il riscaldamento globale: una conseguenza diretta
Questo rapido accumulo di gas serra nell’aria ha una conseguenza diretta. Intensifica l’effetto ‘coperta’ dell’atmosfera, intrappolando più calore. Il risultato è l’innalzamento della temperatura media del pianeta, un fenomeno chiamato riscaldamento globale. La connessione tra l’aumento di CO2 e l’aumento della temperatura è un principio scientifico solido. Scienziati come Fourier e Arrhenius lo studiarono già nell’Ottocento.La rapidità del cambiamento attuale
Ciò che distingue il cambiamento climatico attuale dai cicli naturali del passato è la sua velocità. La temperatura sta aumentando a un ritmo molto più rapido di quanto sia mai accaduto negli ultimi millenni. Anche l’entità del riscaldamento osservato è significativa. Questa situazione rappresenta una sfida enorme per gli ecosistemi e per le società umane. Affrontare questa sfida è fondamentale per il futuro del nostro pianeta.Se i cicli glaciali e interglaciali sono legati all’orbita terrestre, perché i rapidi e intensi eventi Dansgaard-Oeschger, che avvengono solo durante le ere glaciali, non mostrano una chiara ciclicità legata ai parametri orbitali?
Il capitolo introduce correttamente i cicli di Milanković come motori delle grandi ere glaciali, ma poi descrive questi eventi rapidi (D-O) che sembrano sfuggire a quella logica orbitale, manifestandosi solo in specifiche condizioni (quelle glaciali) e con cause interne (come l’AMOC). Questa distinzione solleva una questione fondamentale: qual è l’esatto rapporto tra forzanti esterne (orbitali) e variabilità interna del sistema climatico (oceano, ghiaccio) nel determinare i cambiamenti climatici su scale temporali diverse? Per approfondire, è utile studiare la paleoclimatologia, concentrandosi sui meccanismi di feedback climatico e sulle dinamiche delle correnti oceaniche durante i periodi glaciali. Ricercatori come Wallace Broecker o Richard Alley hanno dato contributi fondamentali alla comprensione di questi fenomeni.6. La Memoria del Ghiaccio e la Corsa Contro il Tempo
Le carote di ghiaccio rappresentano un archivio fondamentale per comprendere il passato climatico e ambientale della Terra. Attraverso l’analisi di questi campioni, è possibile ricostruire dettagliatamente il sistema Terra nel corso dei millenni. Questi dati sono essenziali per interpretare i cambiamenti climatici attuali e per sviluppare modelli previsionali basati su equazioni fisiche e chimiche applicate a una griglia tridimensionale del pianeta.L’impatto umano e il ruolo del fuoco
Negli ultimi 10.000 anni, l’uomo ha avuto un impatto crescente sull’ambiente, lasciando tracce evidenti nel ghiaccio. L’analisi delle carote rivela variazioni nella composizione atmosferica legate ad attività umane, come la combustione di biomassa. Il fuoco, elemento chiave del sistema Terra, rilascia gas serra e aerosol, influenzando il clima. Le concentrazioni di anidride carbonica e metano hanno iniziato ad aumentare rispettivamente negli ultimi 8.000 e 5.000 anni, deviando dai cicli naturali. Questo aumento coincide con l’inizio della deforestazione per l’agricoltura. Marcatori chimici come il levoglucosano confermano un incremento dell’attività del fuoco legata all’uomo.La corsa contro il tempo per preservare i ghiacciai
I ghiacciai di tutto il mondo si stanno sciogliendo rapidamente a causa del riscaldamento globale, mettendo a rischio questi preziosi archivi naturali. La perdita di un ghiacciaio comporta la distruzione irrecuperabile di migliaia di anni di dati climatici e ambientali. Per preservare queste informazioni, il progetto Ice Memory raccoglie carote di ghiaccio dai ghiacciai a rischio, analizzandone una parte e conservando l’altra in Antartide per future ricerche.Oltre il Pleistocene: il progetto Beyond EPICA
Un altro progetto, Beyond EPICA, mira a campionare il ghiaccio più antico dell’Antartide, risalente fino a 1.500.000 anni fa. L’obiettivo è studiare la transizione nel Pleistocene Medio, quando la periodicità delle ere glaciali è cambiata. Questi record antichi sono essenziali per validare i modelli climatici e migliorare le previsioni future. Le carote di ghiaccio rappresentano un archivio cruciale per leggere la storia climatica del pianeta e le sue interazioni con l’uomo.Ma siamo sicuri che l’impatto umano di migliaia di anni fa sia così nettamente distinguibile dai cicli naturali, o stiamo semplificando eccessivamente?
Il capitolo evidenzia l’inizio precoce dell’influenza umana sul clima, ma la definizione e la quantificazione di questo impatto nel primo Olocene, distinguendolo dalla variabilità naturale del sistema Terra, è un tema complesso e dibattuto nella comunità scientifica. Per comprendere meglio questa distinzione, è utile approfondire gli studi di paleoclimatologia che analizzano i cicli naturali del clima, come quelli legati alle variazioni orbitali terrestri. Esplorare le diverse prospettive sull’ipotesi dell’Antropocene precoce, proposta ad esempio da autori come William Ruddiman, e le critiche o le sfumature apportate da altri ricercatori nel campo della scienza del clima e della storia ambientale, può fornire un quadro più completo.Abbiamo riassunto il possibile
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