Circa 12.000 anni fa, l’ultima era glaciale volgeva al termine. Le temperature globali aumentarono, iniziò il primo Olocene e le comunità umane si spostarono gradualmente verso insediamenti più permanenti. Un nuovo studio pubblicato su Geoscienza della natura evidenzia come l’Oceano Antartico attorno all’Antartide abbia contribuito a guidare questa importante transizione climatica.
Il gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Huang Huang del Laboratorio Laoshan di Qingdao e compreso il geochimico Dr. Marcus Gutjahr del GEOMAR, ha deciso di ricostruire quanto si estendesse l’Antarctic Bottom Water (AABW) attraverso l’Oceano Antartico negli ultimi 32.000 anni.
“Volevamo capire come è cambiata l’influenza dell’acqua inferiore antartica, la massa d’acqua più fredda e densa dell’oceano globale, durante l’ultima deglaciazione, e quale ruolo ha giocato nel ciclo globale del carbonio”, afferma Huang, che ha completato il suo dottorato di ricerca presso GEOMAR nel 2019 e ora lavora come scienziato a Qingdao, in Cina.
Carote di sedimenti e impronte chimiche nelle profondità marine
Per rispondere a questa domanda, gli scienziati hanno esaminato nove carote di sedimenti raccolte dai settori Atlantico e Indiano dell’Oceano Antartico. I campioni provenivano da una profondità compresa tra circa 2.200 e 5.000 metri e da località sparse in tutta la regione. Analizzando la composizione isotopica del neodimio metallico in traccia conservato nei sedimenti, che riflette la chimica dell’acqua di mare circostante, hanno potuto ricostruire come l’acqua del fondo antartico sia cambiata nel tempo su una scala di decine di migliaia di anni.
“Il neodimio disciolto e la sua impronta isotopica nell’acqua di mare sono ottimi indicatori dell’origine delle masse di acque profonde”, spiega il dott. Marcus Gutjahr. “In studi precedenti, abbiamo notato che la firma del neodimio nelle profondità dell’Atlantico meridionale ha raggiunto la sua composizione moderna solo circa 12.000 anni fa. Tuttavia, i sedimenti dell’ultima era glaciale hanno mostrato valori che non si trovano oggi da nessuna parte nell’Oceano Antartico. Inizialmente, pensavamo che il metodo fosse difettoso o che ci fosse qualcosa di sbagliato nel nucleo del sedimento. Ma la vera domanda era: cosa potrebbe generare un segnale del genere? Una firma isotopica così esotica può svilupparsi solo quando le acque profonde rimangono quasi immobili per periodi prolungati. In tali circostanze, i flussi bentonici – input chimici dal fondale marino – dominano l’impronta isotopica nei sedimenti marini”.
Acque profonde stagnanti, stoccaggio del carbonio e l’ultima era glaciale
Durante l’ultima era glaciale, le acque profonde fredde e molto dense che si formano attualmente intorno all’Antartide non si sono diffuse così ampiamente come oggi. Invece, gran parte delle profondità dell’Oceano Antartico erano piene di acque ricche di carbonio che avevano origine nel Pacifico, un precursore glaciale dell’odierna Acqua Profonda Circumpolare (CDW). Nello studio, il CDW è descritto come ricco di carbonio perché circola nelle profondità dell’oceano per lunghi periodi con un contatto limitato con la superficie. Questo isolamento ha consentito a grandi quantità di carbonio disciolto di rimanere bloccate nelle profondità dell’oceano, contribuendo a mantenere i livelli di CO2 nell’atmosfera relativamente bassi.
Quando la Terra si riscaldò e le calotte glaciali si ritirarono tra circa 18.000 e 10.000 anni fa, il volume dell’acqua inferiore antartica aumentò in due fasi chiare. Queste fasi di espansione si sono verificate contemporaneamente agli eventi di riscaldamento noti in Antartide. Con un mescolamento più verticale nell’Oceano Antartico, le acque profonde che avevano immagazzinato carbonio per lunghi periodi si sono avvicinate alla superficie, consentendo al carbonio di fuoriuscire nell’atmosfera.
“L’ampliamento dell’AABW è legato a diversi processi”, spiega Gutjahr. “Il riscaldamento intorno all’Antartide ha ridotto la copertura del ghiaccio marino, con conseguente ingresso di più acqua di fusione nell’Oceano Antartico. L’acqua inferiore dell’Antartide formatasi durante questo periodo climatico di transizione aveva una densità inferiore a causa della ridotta salinità. Questo AABW tardo-glaciale è stato in grado di diffondersi ulteriormente attraverso l’Oceano Antartico, destabilizzando la struttura esistente della massa d’acqua e migliorando gli scambi tra le acque profonde e superficiali”.
In precedenza, molti scienziati presumevano che i cambiamenti nel Nord Atlantico, in particolare la formazione delle acque profonde del Nord Atlantico (NADW), fossero i principali motori dei cambiamenti nella circolazione delle acque profonde nell’Atlantico meridionale. I nuovi risultati suggeriscono che questa influenza settentrionale era più limitata di quanto si pensasse in precedenza. Invece, la sostituzione di una massa glaciale di acque profonde ricca di carbonio con l’acqua inferiore antartica di nuova formazione sembra essere stata cruciale per l’aumento della CO2 atmosferica verso la fine dell’ultima era glaciale.
Calore dell’Oceano Meridionale, perdita di ghiaccio nell’Antartide e clima odierno
“I paragoni con il passato sono sempre imperfetti”, dice Gutjahr, “ma alla fine tutto dipende da quanta energia c’è nel sistema. Se comprendiamo come l’oceano ha risposto al riscaldamento in passato, possiamo comprendere meglio cosa sta succedendo oggi mentre le piattaforme di ghiaccio antartiche continuano a sciogliersi”.
A causa delle sue vaste dimensioni e della sua circolazione unica, l’Oceano Australe svolge un ruolo importante nel controllo del clima globale. Negli ultimi 50 anni, le acque più profonde di circa 1.000 metri intorno all’Antartide si sono riscaldate significativamente più velocemente di gran parte degli oceani del resto del mondo. Per capire come questo rapido riscaldamento delle profondità oceaniche influisce sulla capacità dell’oceano di assorbire e rilasciare anidride carbonica, gli scienziati devono monitorare i cambiamenti fisici e biogeochimici su scale temporali lunghe e incorporarli nei modelli climatici.
“Voglio comprendere adeguatamente l’oceano moderno per interpretare i segnali del passato”, afferma Gutjahr. “Se riusciamo a tracciare come è cambiata l’acqua inferiore dell’Antartide nel corso delle ultime migliaia di anni, possiamo valutare con maggiore precisione quanto rapidamente la calotta glaciale antartica potrebbe continuare a perdere massa in futuro”.
I dati paleoclimatici ottenuti dalle carote di sedimenti sono indispensabili a questo scopo, offrendo informazioni sui climi passati che erano più caldi di oggi e contribuendo a migliorare le proiezioni dei futuri cambiamenti climatici.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
