L'Artico non è così caldo da 3 milioni di anni e questo significa grandi cambiamenti per il pianeta

L'Artico non è così caldo da 3 milioni di anni e questo significa grandi cambiamenti per il pianeta
Lastrone di ghiaccio alla deriva in Svalbard, Norvegia.
Sven-Erik Arndt / Arterra / Universal Images Group tramite Getty Images

Ogni anno, la copertura di ghiaccio marino nell'Oceano Artico si riduce a un punto minimo a metà settembre. Quest'anno misura solo 1.44 milioni di miglia quadrate (3.74 milioni di chilometri quadrati) - il secondo valore più basso nei 42 anni trascorsi da quando i satelliti hanno iniziato a effettuare misurazioni. Il ghiaccio oggi copre solo Il 50% dell'area era coperta 40 anni fa a fine estate.

L'estensione minima del ghiaccio di quest'anno è la più bassa nel record satellitare di 42 anni ad eccezione del 2012L'estensione minima del ghiaccio di quest'anno è la più bassa nel record satellitare di 42 anni, ad eccezione del 2012, rafforzando una tendenza al ribasso a lungo termine nella copertura di ghiaccio artico. Ciascuno degli ultimi quattro decenni ha registrato in media una quantità inferiore di ghiaccio marino estivo. NSIDC

Come ha dimostrato l'Intergovernmental Panel on Climate Change, i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera sono più alto che in qualsiasi momento nella storia umana. L'ultima volta che le concentrazioni atmosferiche di CO2 hanno raggiunto il livello attuale - circa 412 parti per milione - è stato 3 milioni di anni fa, durante l'Epoca Pliocene.

Come geoscienziati che studiano l'evoluzione del clima terrestre e come crea le condizioni per la vita, vediamo l'evoluzione delle condizioni nell'Artico come un indicatore di come il cambiamento climatico potrebbe trasformare il pianeta. Se le emissioni globali di gas serra continuano ad aumentare, potrebbero riportare la Terra alle condizioni del Pliocene, con livelli del mare più alti, modelli meteorologici mutati e condizioni alterate in entrambi i mondo naturale e società umane.

Il Pliocene Artico

Facciamo parte di un team di scienziati che hanno analizzato i nuclei di sedimenti da Lago El'gygytgyn nel nord-est della Russia nel 2013 per comprendere il clima dell'Artico con livelli di anidride carbonica atmosferica più elevati. Il polline fossile conservato in questi nuclei mostra che l'Artico pliocenico era molto diverso dal suo stato attuale.

Oggi l'Artico è una pianura senza alberi con solo rade vegetazione della tundra, come erbe, carici e alcune piante da fiore. Al contrario, i nuclei di sedimenti russi contenevano polline di alberi come larice, abete rosso, abete e cicuta. Questo dimostra che foreste boreali, che oggi termina a centinaia di miglia più a sud e ovest in Russia e al Circolo Polare Artico in Alaska, una volta raggiungeva l'Oceano Artico attraverso gran parte della Russia artica e del Nord America.

Poiché l'Artico era molto più caldo nel Pliocene, la calotta glaciale della Groenlandia non esisteva. I piccoli ghiacciai lungo la costa orientale montuosa della Groenlandia erano tra i pochi luoghi con ghiaccio tutto l'anno nell'Artico. La Terra del Pliocene aveva il ghiaccio solo a un'estremità - in Antartide - e quel ghiaccio lo era meno esteso e più suscettibile alla fusione.

Poiché gli oceani erano più caldi e non c'erano grandi lastre di ghiaccio nell'emisfero settentrionale, i livelli del mare erano da 30 a 50 metri in tutto il mondo più alti di quanto non siano oggi. Le coste erano molto nell'entroterra rispetto alle loro posizioni attuali. Le aree che ora sono la Central Valley della California, la Florida Peninsula e la costa del Golfo erano tutte sommerse. Così era la terra in cui sorgono le principali città costiere come New York, Miami, Los Angeles, Houston e Seattle.

Gli inverni più caldi in quello che ora è il manto nevoso degli Stati Uniti occidentali hanno ridotto, che in questi giorni fornisce gran parte dell'acqua della regione. Il Midwest e le Grandi Pianure di oggi erano così più calde e secche che sarebbe stato impossibile coltivare mais o grano lì.

Perché c'era così tanta CO2 nel Pliocene?

In che modo le concentrazioni di CO2 durante il Pliocene hanno raggiunto livelli simili a quelli odierni? Gli esseri umani non sarebbero apparsi sulla Terra per almeno un altro milione di anni e il nostro uso di combustibili fossili è ancora più recente. La risposta è che alcuni processi naturali che si sono verificati sulla Terra nel corso della sua storia rilasciano CO2 nell'atmosfera, mentre altri la consumano. Il sistema principale che mantiene queste dinamiche in equilibrio e controlla il clima terrestre è un termostato globale naturale, regolato da rocce che reagire chimicamente con la CO2 e tiralo fuori dall'atmosfera.

La forza dell'effetto serra dipende dai livelli di CO2 nell'atmosfera.L'effetto serra porta ad un aumento delle temperature superficiali e, in alcuni luoghi, delle precipitazioni. Insieme, questi accelerano l'erosione delle rocce silicatiche. L'erosione più rapida a sua volta rimuove più CO2 dall'atmosfera (freccia gialla). La forza dell'effetto serra dipende dai livelli di CO2 nell'atmosfera. Gretashum / Wikipedia

Nel suolo, alcune rocce si scompongono continuamente in nuovi materiali in reazioni che consumano CO2. Queste reazioni tendono ad accelerare quando le temperature e le precipitazioni sono più elevate, esattamente le condizioni climatiche che si verificano quando le concentrazioni atmosferiche di gas serra aumentano.

Ma questo termostato ha un controllo integrato. Quando la CO2 e le temperature aumentano e gli agenti atmosferici delle rocce accelera, si estrae più CO2 dall'atmosfera. Se la CO2 inizia a diminuire, le temperature si raffreddano e gli agenti atmosferici delle rocce rallentano a livello globale, estraendo meno CO2.

Le reazioni agli agenti atmosferici delle rocce possono anche funzionare più velocemente dove il suolo contiene molte superfici minerali appena esposte. Gli esempi includono aree con elevata erosione o periodi in cui i processi tettonici della Terra hanno spinto la terra verso l'alto, creando importanti catene montuose con pendii ripidi.

Il termostato di erosione delle rocce funziona a un ritmo geologicamente lento. Ad esempio, alla fine dell'Era dei Dinosauri circa 65 milioni di anni fa, gli scienziati stimano che i livelli di CO2 nell'atmosfera fossero compresi tra 2,000 e 4,000 parti per milione. Ci sono voluti oltre 50 milioni di anni per ridurli naturalmente a circa 400 parti per milione nel Pliocene.

Poiché i cambiamenti naturali nei livelli di CO2 sono avvenuti molto lentamente, anche i cambiamenti ciclici nel sistema climatico terrestre sono stati molto lenti. Gli ecosistemi hanno avuto milioni di anni per adattarsi, adattarsi e rispondere lentamente ai cambiamenti climatici.


Le ondate di caldo estivo stanno alterando la Siberia settentrionale, sciogliendo il permafrost e creando le condizioni per incendi su larga scala.

Un futuro simile al Pliocene?

Oggi le attività umane stanno schiacciando i processi naturali che estraggono CO2 dall'atmosfera. All'alba dell'era industriale nel 1750, la CO2 atmosferica si attestava a circa 280 parti per milione. Gli esseri umani hanno impiegato solo 200 anni per invertire completamente la traiettoria iniziata 50 milioni di anni fa e riportare il pianeta a livelli di CO2 mai sperimentati da milioni di anni.

La maggior parte di questo cambiamento è avvenuto dalla seconda guerra mondiale. Gli aumenti annuali di 2-3 parti per milione ora sono comuni. E in risposta, la Terra si sta riscaldando a un ritmo veloce. Dal 1880 circa il pianeta si è riscaldato 1 grado Celsius (2 gradi Fahrenheit) - molte volte più veloce di qualsiasi episodio di riscaldamento negli ultimi 65 milioni di anni di storia della Terra.

Nell'Artico, le perdite di neve riflettente e copertura di ghiaccio hanno amplificato questo riscaldamento a +5 C (9 F). Di conseguenza, la copertura estiva del ghiaccio marino artico è sempre più bassa. Gli scienziati prevedono che l'Artico sarà completamente senza ghiaccio in estate entro i prossimi due decenni.

Questa non è l'unica prova del drastico riscaldamento artico. Gli scienziati hanno registrato tassi di scioglimento estivi estremi attraverso la calotta glaciale della Groenlandia. All'inizio di agosto, l'ultima piattaforma di ghiaccio del Canada, nel territorio del Nunavut, crollato in mare. Parti di Siberia artica e Svalbard, un gruppo di isole norvegesi nell'Oceano Artico, ha raggiunto temperature da record questa estate.

Le città costiere, le regioni agricole del granaio e le risorse idriche per molte comunità saranno radicalmente diverse se questo pianeta tornerà a un mondo di CO2 pliocenico. Questo futuro non è inevitabile, ma evitarlo richiederà ora grandi passi per diminuire l'uso di combustibili fossili e abbassare il termostato terrestre.The Conversation

Informazioni sugli autori

Julie Brigham-Grette, professore di geoscienze, University of Massachusetts Amherst e Steve Petsch, Professore Associato di Geoscienze, University of Massachusetts Amherst

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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