Circa 20.000 anni fa le grandi lastre di ghiaccio che seppellivano gran parte dell’Asia, dell’Europa e del Nord America fermarono la loro strisciante avanzata. Nel giro di poche centinaia di anni il livello del mare in alcuni luoghi si era alzato fino a 10 metri – più che se lo strato di ghiaccio che ancora copre la Groenlandia si sciogliesse oggi. Questa inondazione di acqua dolce riempì l’Atlantico del Nord e chiuse anche le correnti oceaniche che trasportavano l’acqua più calda dalle regioni equatoriali verso nord. Il calore equatoriale ha invece riscaldato i recinti dell’Antartide nell’emisfero meridionale, riducendo il ghiaccio marino marginale e cambiando i venti circumpolari. Come risultato – e per ragioni che rimangono inspiegabili – le acque dell’Oceano Meridionale potrebbero aver iniziato a rilasciare anidride carbonica, abbastanza per aumentare le concentrazioni nell’atmosfera di più di 100 parti per milione nel corso dei millenni – circa equivalente all’aumento degli ultimi 200 anni. Questa CO2 ha poi riscaldato il globo, sciogliendo le lastre di ghiaccio continentali e inaugurando il clima attuale che ha permesso all’umanità di prosperare.
Questa, almeno, è la storia raccontata da un nuovo documento pubblicato su Nature il 5 aprile che ricostruisce la fine dell’ultima era glaciale. I ricercatori hanno esaminato le carote di sedimento raccolte nelle profondità del mare e nei laghi, così come le piccole bolle di aria antica intrappolate nelle carote di ghiaccio prese dall’Antartide, dalla Groenlandia e altrove. (Scientific American fa parte di Nature Publishing Group.) La ricerca suggerisce che – contrariamente ad alcuni risultati precedenti – la CO2 ha guidato il precedente ciclo di riscaldamento globale piuttosto che viceversa, proprio come continua a fare oggi grazie all’aumento delle emissioni di CO2 e di altri gas serra.
“Troviamo che la temperatura globale rimane un po’ indietro rispetto alla CO2”, spiega il paleoclimatologo Jeremy Shakun, un collega della National Oceanic and Atmospheric Administration delle università di Harvard e Columbia, che ha guidato la ricerca sulle concentrazioni antiche di CO2 e sulle temperature globali. “Shakun e i suoi colleghi hanno iniziato creando il primo set globale di proxy di temperatura – un insieme di 80 diversi record da tutto il mondo che hanno registrato le temperature da circa 20.000 anni fa a 10.000 anni fa. Dai livelli di magnesio in conchiglie microscopiche estratte da carote di sedimenti oceanici al conteggio dei pollini in strati di letame dai letti dei laghi, i proxy hanno fornito migliaia di letture di temperatura nel periodo. “Le carote di ghiaccio ti dicono solo le temperature in Antartide”, nota Shakun degli studi precedenti che si basavano esclusivamente su una carota di ghiaccio dell’Antartide che registra le condizioni atmosferiche degli ultimi 800.000 anni. “Non si vuole guardare un solo punto sulla mappa per il riscaldamento globale”.
Confrontando l’insieme globale dei record di temperatura con i livelli di CO2 nelle antiche bolle d’aria intrappolate nelle carote di ghiaccio, si scopre che le temperature medie globali hanno iniziato ad aumentare almeno un secolo dopo che i livelli di CO2 hanno iniziato a salire. Questo è il contrario di quello che sembra essere successo in Antartide, dove il riscaldamento delle temperature precede l’aumento dei livelli di CO2. Ma quel riscaldamento locale può essere spiegato da questo arresto delle correnti oceaniche come risultato del massiccio scioglimento dei ghiacciai nell’emisfero settentrionale – un risultato ulteriormente rafforzato dalla modellazione al computer utilizzando i dati raccolti dal record del mondo reale.
La ragione del ritiro delle lastre di ghiaccio rimane elusiva, tuttavia. Mentre c’è stato un cambiamento nella forza relativa del sole circa 20.000 anni fa grazie a variazioni nell’orbita del pianeta, è stato più piccolo dei cambiamenti che lo hanno preceduto e non è riuscito a innescare uno scioglimento. Infatti, le carote di ghiaccio dalla Groenlandia suggeriscono che c’è stato un evento di riscaldamento ancora più grande nel nord circa 60.000 anni fa, nota lo scienziato del clima Eric Wolff del British Antarctic Survey in un commento sui risultati pubblicati anche su Nature.
“Sappiamo che l’unica cosa che cambia nell’emisfero settentrionale erano questi cambiamenti orbitali” che influenzano la quantità di luce solare che colpisce il lontano nord, spiega il geologo Peter Clark della Oregon State University, che ha guidato la ricerca di Shakun. Lo scioglimento nel nord potrebbe essere stato innescato “perché gli strati di ghiaccio avevano raggiunto una dimensione tale che erano diventati instabili ed erano pronti ad andare”. Questo potrebbe anche aiutare a spiegare l’ascesa e la caduta ciclica delle ere glaciali nel corso di centinaia di migliaia di anni.
Anche la provenienza dell’anidride carbonica extra rimane poco chiara. “Non ci sono prove convincenti che una riserva sufficientemente grande di vecchio carbonio metabolico esistesse in qualche luogo misterioso nell’oceano glaciale solo per essere ventilato durante la deglaciazione”, sostiene il paleoclimatologo Lowell Stott della University of Southern California, che non è stato coinvolto nello studio. Ma un documento pubblicato online su Science il 29 marzo suggerisce che la CO2 in più proveniva dall’Oceano meridionale, sulla base dell’analisi degli isotopi del carbonio incorporati nella molecola più responsabile del riscaldamento globale. Stott sostiene anche che i tempi del riscaldamento rispetto a quelli dell’aumento dei livelli di CO2 rimangono troppo vicini per essere sicuri di quale sia venuto prima.
Ovviamente, il moderno riscaldamento globale deriva da una causa chiara: l’aumento dei livelli di CO2 (e di altri gas serra) dovuto alla combustione di combustibili fossili, al taglio delle foreste e ad altre attività umane. E, in passato, l’aumento dei livelli di CO2 ha come minimo amplificato il riscaldamento globale, inaugurando il clima relativamente mite e stabile chiamato a volte “la lunga estate” che ha permesso alla civiltà umana di prosperare. L’umanità ha ora aumentato i livelli globali di CO2 di più dell’aumento da circa 180 a 260 ppm alla fine dell’ultima era glaciale, anche se in poche centinaia di anni piuttosto che in più di qualche migliaio di anni. “La fine di un’era glaciale, si ha la sensazione nelle ossa di ciò che significa: un grande, significativo cambiamento per il pianeta”, dice Shakun. “E’ un esempio tangibile di ciò che l’aumento di CO2 può significare per il pianeta a lungo termine”.
In effetti, la quantità di riscaldamento globale già garantita dalle attuali concentrazioni di CO2 nell’atmosfera – 392 ppm e ancora in aumento – si svolgerà anche nel corso dei secoli, se non dei millenni. “L’aumento alla fine dell’era glaciale e oggi è circa lo stesso e noi saremo ben al di sopra e oltre”, molto probabilmente aumentando le concentrazioni di gas serra di centinaia di parti per milione dai livelli preindustriali, nota Shakun. “Vedremo solo una parte di ciò realizzato in questo prossimo secolo. Ci vorranno molti secoli e oltre per sentire tutti gli effetti.”