Quando la Groenlandia era verde: il suolo antico da sotto un miglio di ghiaccio offre avvertimenti per il futuro

Di Paul Bierman e Tammy Rittenour. Bierman è Fellow del Gund Institute for Environment, Professore di Risorse Naturali e Scienze Ambientali, Università del Vermont . Rittenour è Professore di Geoscienze e Direttore del Luminescence Lab, Utah State University .

Circa 400.000 anni fa, gran parte della Groenlandia era priva di ghiaccio. Tundra rigogliosa crogiolata dai raggi del sole sugli altopiani nord-occidentali dell’isola. Le prove suggeriscono che una foresta di abeti rossi, brulicante di insetti, ricoprisse la parte meridionale della Groenlandia. Il livello globale del mare era molto più alto allora, tra i 20 e i 40 piedi sopra i livelli odierni. In tutto il mondo, la terra che oggi ospita centinaia di milioni di persone era sott’acqua.

Gli scienziati sapevano da tempo che la calotta glaciale della Groenlandia era per lo più scomparsa a un certo punto negli ultimi milioni di anni , ma non esattamente quando.

In un nuovo studio sulla rivista Science , abbiamo determinato la data, utilizzando il terreno ghiacciato estratto durante la Guerra Fredda da sotto una sezione spessa quasi un miglio della calotta glaciale della Groenlandia.

La tempistica — circa 416.000 anni fa, con condizioni in gran parte prive di ghiaccio che durano fino a 14.000 anni — è importante. A quel tempo, la Terra e i suoi primi umani stavano attraversando uno dei periodi interglaciali più lunghi da quando le calotte glaciali coprirono per la prima volta le alte latitudini 2,5 milioni di anni fa.

La durata, l’entità e gli effetti di quel riscaldamento naturale possono aiutarci a capire la Terra che gli esseri umani moderni stanno creando per il futuro.

Un mondo preservato sotto il ghiaccio

Nel luglio 1966, scienziati americani e ingegneri dell’esercito americano hanno completato uno sforzo di sei anni per perforare la calotta glaciale della Groenlandia . La perforazione è avvenuta a Camp Century , una delle basi militari più insolite: era a propulsione nucleare ed era costituita da una serie di tunnel scavati nella calotta glaciale della Groenlandia.

Il sito di perforazione nel nord-ovest della Groenlandia si trovava a 138 miglia dalla costa ed era coperto da 4.560 piedi di ghiaccio . Una volta raggiunto il fondo del ghiaccio, il team ha continuato a perforare altri 12 piedi nel terreno ghiacciato e roccioso sottostante. 〈piede unità di misura (simbolo ft) della lunghezza, non facente parte del Sistema Internazionale ma ampiamente utilizzata nei paesi di cultura anglosassone (foot). Un piede è suddiviso in 12 pollici ed equivale a 0,3048 metri; 3 piedi costituiscono una yarda. Da Treccani〉.

Nel 1969, l’analisi del geofisico Willi Dansgaard del nucleo di ghiaccio di Camp Century rivelò per la prima volta i dettagli di come il clima terrestre fosse cambiato radicalmente negli ultimi 125.000 anni. I lunghi periodi glaciali freddi, quando il ghiaccio si espanse rapidamente, lasciarono il posto a caldi periodi interglaciali, quando il ghiaccio si sciolse e il livello del mare si innalzò, inondando le zone costiere di tutto il mondo.

Per quasi 30 anni, gli scienziati hanno prestato poca attenzione ai 12 piedi di terreno ghiacciato di Camp Century. Uno studio ha analizzato i ciottoli per capire il substrato roccioso sotto la calotta glaciale. Un altro ha suggerito in modo intrigante che il terreno ghiacciato conservasse le prove di un tempo più caldo di oggi. Ma non avendo modo di datare il materiale, poche persone hanno prestato attenzione a questi studi. Negli anni ’90, il nucleo del suolo ghiacciato era scomparso. Diversi anni fa, i nostri colleghi danesi hanno trovato il terreno perduto sepolto in profondità in un congelatore di Copenhagen, e abbiamo formato un team internazionale per analizzare questo eccezionale archivio del clima ghiacciato.

Nel campione più in alto, abbiamo trovato piante fossili perfettamente conservate — prova positiva che la terra molto al di sotto di Camp Century era stata libera dai ghiacci in passato — ma quando?

Incontri con rocce antiche, ramoscelli e sporcizia

Utilizzando campioni prelevati dal centro del nucleo del sedimento e preparati e analizzati al buio in modo che il materiale conservasse un ricordo accurato della sua ultima esposizione alla luce solare, ora sappiamo che la calotta glaciale che ricopre la Groenlandia nord-occidentale – oggi spessa quasi un miglio – è scomparsa durante il lungo periodo caldo naturale noto agli scienziati del clima come MIS 11, tra 424.000 e 374.000 anni fa .

Per determinare con maggiore precisione quando la calotta glaciale si è sciolta, uno di noi, Tammy Rittenour , ha utilizzato una tecnica nota come datazione con luminescenza.

Nel corso del tempo, i minerali accumulano energia mentre elementi radioattivi come l’uranio, il torio e il potassio si decompongono e rilasciano radiazioni. Più a lungo il sedimento è sepolto, più radiazioni si accumulano sotto forma di elettroni intrappolati.

In laboratorio, strumenti specializzati misurano minuscoli frammenti di energia, rilasciati come luce da quei minerali. Quel segnale può essere utilizzato per calcolare per quanto tempo i chicchi sono rimasti sepolti, poiché l’ultima esposizione alla luce solare avrebbe rilasciato l’energia intrappolata.

Il laboratorio di Paul Bierman presso l’Università del Vermont ha datato l’ultima volta del campione vicino alla superficie in un modo diverso, utilizzando rari isotopi radioattivi di alluminio e berillio.

Questi isotopi si formano quando i raggi cosmici, originati lontano dal nostro sistema solare, colpiscono le rocce sulla Terra. Ogni isotopo ha un’emivita diversa, il che significa che decade a una velocità diversa quando viene sepolto. Misurando entrambi gli isotopi nello stesso campione, il geologo glaciale Drew Christ è stato in grado di determinare che lo scioglimento del ghiaccio aveva esposto il sedimento sulla superficie terrestre per meno di 14.000 anni.

I modelli della calotta glaciale gestiti da Benjamin Keisling , che ora incorporano le nostre nuove conoscenze secondo cui Camp Century era privo di ghiaccio 416.000 anni fa, mostrano che la calotta glaciale della Groenlandia deve essersi ridotta in modo significativo allora.

Come minimo, il bordo del ghiaccio si è ritirato da decine a centinaia di miglia intorno a gran parte dell’isola durante quel periodo. L’acqua di quel ghiaccio che si scioglieva ha innalzato il livello del mare globale di almeno 5 piedi e forse fino a 20 piedi rispetto a oggi.

Avvertimenti per il futuro

L’antico terreno ghiacciato sotto la calotta glaciale della Groenlandia avverte di guai in vista.

Durante l’interglaciale MIS 11, la Terra era calda e le calotte glaciali erano limitate alle alte latitudini, proprio come oggi. I livelli di anidride carbonica nell’atmosfera sono rimasti tra 265 e 280 parti per milione per circa 30.000 anni. MIS 11 è durato più a lungo della maggior parte degli interglaciali a causa dell’impatto della forma dell’orbita terrestre attorno al sole sulla radiazione solare che raggiunge l’Artico. In questi 30 millenni, quel livello di anidride carbonica ha innescato un riscaldamento sufficiente a sciogliere gran parte del ghiaccio della Groenlandia.

Oggi la nostra atmosfera contiene 1,5 volte più anidride carbonica rispetto a MIS 11, circa 420 parti per milione , una concentrazione che aumenta ogni anno. L’anidride carbonica intrappola il calore, riscaldando il pianeta. Troppa quantità di anidride carbonica nell’atmosfera aumenta la temperatura globale, come il mondo sta vivendo ora.

Negli ultimi dieci anni, mentre le emissioni di gas serra continuavano ad aumentare, gli esseri umani hanno vissuto gli otto anni più caldi mai registrati. Luglio 2023 ha visto la settimana più calda mai registrata , sulla base dei dati preliminari. Tale calore scioglie le calotte glaciali e la perdita di ghiaccio riscalda ulteriormente il pianeta mentre la roccia scura assorbe la luce solare che un tempo rifletteva il ghiaccio bianco brillante e la neve.

Anche se domani tutti smettessero di bruciare combustibili fossili, i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera rimarrebbero elevati per migliaia o decine di migliaia di anni. Questo perché ci vuole molto tempo prima che l’anidride carbonica si trasferisca nel suolo, nelle piante, nell’oceano e nelle rocce. Stiamo creando condizioni favorevoli a un lunghissimo periodo di caldo, proprio come MIS 11.

A meno che le persone non riducano drasticamente la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, le prove che abbiamo trovato nel passato della Groenlandia suggeriscono un futuro in gran parte privo di ghiaccio per l’isola.

Tutto ciò che possiamo fare per ridurre le emissioni di carbonio è sequestrare il carbonio che è già nell’atmosfera e questo aumenterà le possibilità che sopravviva una parte maggiore del ghiaccio della Groenlandia.

L’alternativa è un mondo che potrebbe assomigliare molto a MIS 11 — o anche più estremo: una Terra calda, lastre di ghiaccio che si restringono, innalzamento del livello del mare e onde che si infrangono su Miami, Mumbai, Venezia.

Fonte: Originariamente pubblicato su The Conversation.

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