Un gruppo di ricerca, composto da climatologi e un astronomo, ha utilizzato un modello computerizzato migliorato per riprodurre il ciclo delle ere glaciali (periodi glaciali) da 1,6 a 1,2 milioni di anni fa. I risultati mostrano che il ciclo glaciale è stato guidato principalmente da forze astronomiche in un modo abbastanza diverso da come funziona nell’era moderna. Questi risultati ci aiuteranno a comprendere meglio il passato, il presente e il futuro delle calotte glaciali e del clima terrestre.
L’orbita terrestre attorno al Sole e il suo orientamento dell’asse di rotazione cambiano lentamente nel tempo, a causa dell’attrazione della gravità del Sole, della Luna e di altri pianeti. Queste forze astronomiche influenzano l’ambiente sulla Terra a causa dei cambiamenti nella distribuzione della luce solare e del contrasto tra le stagioni. In particolare, le calotte glaciali sono sensibili a queste forze esterne, determinando un ciclo tra periodi glaciali e interglaciali.
L’attuale ciclo glaciale-interglaciale ha un periodo di circa 100.000 anni. Tuttavia, il ciclo glaciale nel primo Pleistocene (circa 800.000 anni fa) cambiò più rapidamente, con un ciclo di circa 40.000 anni. Si è creduto che le forze astronomiche esterne fossero responsabili di questo cambiamento, ma i dettagli del meccanismo non sono stati compresi. Negli ultimi anni è diventato possibile indagare più in dettaglio il ruolo delle forze astronomiche attraverso l’affinamento dei dati geologici e lo sviluppo della ricerca teorica.
Un team guidato da Yasuto Watanabe dell’Università di Tokyo si è concentrato sulla prima epoca del Pleistocene da 1,6 a 1,2 milioni di anni fa utilizzando un modello di computer climatico migliorato. In queste simulazioni vengono prese in considerazione le forze astronomiche basate sulla moderna teoria all’avanguardia. Le ampie simulazioni numeriche in questo studio riproducono bene il ciclo glaciale di 40.000 anni del Pleistocene inferiore, come indicato dai dati del record geologico.
Dall’analisi di questi risultati della simulazione, il team ha identificato tre fatti sui meccanismi con cui le forze astronomiche hanno causato cambiamenti nel clima in quei tempi. (1) Il ciclo glaciale è determinato da piccole differenze nell’ampiezza di variazione dell’orientamento dell’asse di rotazione e dell’orbita della Terra. (2) La tempistica della deglaciazione è determinata principalmente dalla posizione del solstizio d’estate sulla sua orbita, che è al perielio, non solo dall’effetto del cambiamento periodico dell’inclinazione dell’asse terrestre. (3) La tempistica del cambiamento nell’orientamento dell’asse di rotazione e la posizione del solstizio d’estate sulla sua orbita determinano la durata del periodo interglaciale.
“Man mano che vengono alla luce le prove geologiche dei tempi più antichi, diventa chiaro che la Terra aveva un regime climatico diverso rispetto a quello odierno. Dobbiamo avere una diversa comprensione del ruolo della forzatura astronomica nel lontano passato”, afferma Takashi Ito di l’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone, un membro di questo gruppo di ricerca che ha guidato la discussione sulle forze astronomiche esterne. “Le simulazioni numeriche eseguite in questo studio non solo riproducono bene il ciclo glaciale-interglaciale del Pleistocene, ma spiegano anche con successo i complessi effetti di come la forzatura astronomica ha guidato il ciclo in quel momento. Possiamo considerare questo lavoro come un punto di partenza per lo studio di cicli glaciali oltre l’attuale Terra”.
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