Parallelamente alla prossima conferenza sui cambiamenti climatici (United Framework Convention on climate change) in Qatar, dal 26 novembre al 7 dicembre, i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), in partnership con USA, Nuova Zelanda, Inghilterra, Germania, Brasile e Sud Corea, si preparano ad una nuova fase di studi sul mutamento del clima, grazie al progetto ANDRILL – Coulman High.
Il progetto è estremamente ambizioso anche da un punto di vista dello sviluppo tecnologico ed è attualmente in una fase avanzata di pianificazione. La prima stagione di perforazione è prevista nel 2014 e si prefigge di dare un importante contributo alla definizione delle prime fasi di sviluppo della glaciazione continentale antartica.
Il progetto ANDRILL – Coulman High (dal nome dell’area da perforare) nasce sulla scia dei successi ottenuti durante la prima fase del programma ANDRILL (2000 – 2010) con le due campagne di perforazione denominate Andrill McMurdo Ice Shelf – MIS – e Southern McMurdo Sound – SMS – (VEDI SCHEDA ALLEGATA). I risultati ottenuti, presi in considerazione dal Comitato Intergovernativo sui Cambiamenti Climatici – IPCC – (l’organismo mondiale preposto alla valutazione dei fenomeni riguardanti i cambiamenti climatici), hanno messo in luce le potenzialità degli studi sul paleoclima da sequenze sedimentarie perforate in prossimità delle calotte polari.
“Con ANDRILL – Coulman High – spiega il Dott. Fabio Florindo (coordinatore italiano del programma ANDRILL, perforeremo due siti sotto il Ross Ice Shelf per un totale di 1800 metri di sedimenti e in un intervallo della storia geologica in cui il contenuto di CO2 in atmosfera era confrontabile con quello previsto per la fine di questo secolo dalle proiezioni dell’IPCC. Attraverso lo studio multidisciplinare della successione stratigrafica perforata, avremo la possibilità di studiare le modalità con le quali i sistemi fisici e biologici delle alte latitudini meridionali hanno risposto agli alti livelli di CO2 in atmosfera nel passato geologico, capire il comportamento e la dinamica delle calotte di ghiaccio polari durante le loro prime fasi di sviluppo, apportare vincoli originali ai modelli di evoluzione futura del clima”.
“Per acquisire informazioni più dettagliate sul passato climatico del continente antartico e sull’influenza di quest’ultimo sul clima globale, – continua Florindo – dobbiamo necessariamente attingere agli archivi naturali che da milioni di anni stanno registrando i cambiamenti climatici in Antartide: i sedimenti ”.
Negli ultimi anni il problema del riscaldamento globale del nostro pianeta e del contributo della civiltà moderna all’incremento dei livelli di gas serra ha assunto sempre più rilevanza nell’ambito della comunità scientifica e politica. Nel corso del XX secolo il riscaldamento medio globale è stato di 0.7°C e una delle ultime proiezioni attuate dall’IPCC, indica che entro il 2100 la temperatura sarà simile o superiore a quella presente sulla Terra 40 milioni di anni fa, quando la calotta glaciale che ricopre attualmente l’Antartide non era ancora formata.
- SCHEDA dei primi due progetti ANDRILL:
Il progetto ANDRILL Coulman High è nato sulla scia dei due precedenti progetti di successo ANDRILL-MIS (responsabili progetto Tim Naish [NZ], Ross Powell [USA]) e ANDRILL-SMS (responsabili progetto Fabio Florindo [IT], David Harwood [USA]):
– Estate Australe 2006-2007: Il progetto ANDRILL-MIS (http://www.andrill.org/static/mis.html)
Durante l’estate australe 2006-2007 è stato perforato il primo dei pozzi previsti dal progetto ANDRILL. Alla prima fase di perforazione di ANDRILL ha partecipato un gruppo di ricerca italiano che comprendeva sei studiosi di Istituti di Ricerca (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia e ISMAR-CNR, Bologna) e Università (Università di Milano-Bicocca, Università di Parma, ed Università di Siena) ed un insegnante di scuola superiore. Il pozzo MIS è stato perforato a pochi chilometri dalle basi permanenti di McMurdo (Stati Uniti) e Scott (Nuova Zelanda) nella baia di McMurdo nel Mare di Ross a 77°53 Latitudine Sud e 167°10 Longitudine Est. La perforazione è stata effettuata utilizzando un sistema di carotaggio comunemente utilizzato nell’industria mineraria opportunamente adattato ai requisiti scientifici di ANDRILL ed alle condizioni ambientali estreme che si trovano in Antartide. Si trattava infatti di raggiungere il fondo marino passando attraversando prima di tutto la piattaforma di ghiaccio di Ross, una struttura semi-permanente spessa circa 85 metri e galleggiante, al sito prescelto, sul mare di Ross qui profondo oltre 850 metri. Il 26 Dicembre 2006 è stata raggiunta la profondità record di 1284.87 metri sotto il livello del mare.
Lo scopo principale della perforazione MIS era quello di evidenziare in epoca antecedente alla nostra, nel Plio-Pleistocene, potenziali collassi repentini del WAIS e cioè della calotta occidentale dell’Antartide e della piattaforma di ghiaccio di Ross (Ross Ice Shelf). Le carote del pozzo MIS coprono gli ultimi milioni anni di storia climatica antartica, arco temporale cruciale per comprendere l’evoluzione della calotta glaciale del Polo Sud, uno dei motori climatici del nostro Pianeta. Secondo le prime stime, sembrerebbe che la piattaforma di ghiaccio di Ross si sia parzialmente ritirata ed espansa ciclicamente circa 50 volte negli ultimi 5 milioni di anni. Questa estrema dinamicità dei ghiacci antartici per cause naturali è per certi versi sorprendente e bisogna comunque tenerne in debito conto per i risvolti pratici sulle variazioni di livello marino. Se è infatti assodato che queste forti fluttuazioni della configurazione passata della calotta dell’Antartide non è imputabile all’uomo, suggeriscono al tempo stesso un’estrema cautela per evitare di interferire su questi processi naturali, magari accelerandoli.
– Estate Australe 2007-2008: Il progetto ANDRILL-SMS (http://www.andrill.org/static/sms.html)
Dalla metà di Ottobre agli inizi di Dicembre 2007 è stato perforato il secondo dei pozzi previsti dal progetto ANDRILL. La perforazione SMS (Southern MacMurdo Sound Project) è stata effettuata sempre nella baia di McMurdo (a circa 25 km dalla base americana) ma questa volta le 40 tonnellate della piattaforma di perforazione con annessi laboratori è stata posizionata sul ghiaccio marino stagionale (sea-ice), spesso circa 8,5 metri e galleggiante sul Mare di Ross qui profondo quasi 400 metri. La perforazione di quest’anno era particolarmente importante anche perchè era uno dei progetti di ricerca dell’Anno Polare Internazionale (IPY), iniziato nel Marzo 2007 e quarto della serie dopo quelli del 1882-83, 1932-33 e 1957-58.
Grazie all’attività di coordinamento dei due direttori del progetto, Fabio Florindo dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma, e David Harwood dell’Università del Nebraska-Lincoln, e al lavoro di un’equipe internazionale composta da oltre 80 persone tra scienziati (8 italiani), ingegneri, tecnici, studenti ed insegnanti (un italiano), è stata consegnata alla comunità scientifica mondiale una suite di sedimenti dello spessore di circa 1150 metri (percentuale di recupero del 98%) assolutamente straordinaria che ha dato una visione di estremo dettaglio della storia delle fluttuazioni del clima in Antartide nel corso degli ultimi 20 Milioni di anni. Uno degli obiettivi principali di questa perforazione era lo studio di un intervallo di tempo compreso tra 17 a 14 milioni di anni fa, quando il sistema climatico globale ha avuto una transizione fondamentale passando da una fase calda nota come “warm climate optimum” all’inizio di un progressivo raffreddamento che ha portato alla formazione di una copertura glaciale quasi permanente nell’Antartide orientale. I risultati emersi dallo studio dei fossili e dei sedimenti perforati indicano, per questa regione, la persistenza di condizioni climatiche ben diverse dall’attuale e molto simili a quelle dell’America del sud o dell’Alaska.
Sono attualmente in corso ricerche e gli studi sui sedimenti perforati nei pozzi MIS e SMS.
N.B: Oltre al contingente di tecnici e scienziati dislocati in Antartide lo studio delle “carote” di sedimenti ANDRILL coinvolge un elevato numero di studiosi di atenei ed istituti di ricerca italiani.
Letteratura di riferimento :
- (un elenco completo con oltre 100 pubblicazioni e’ alla pagina http://andrill.org/static/Publications.html).
- Cattadori, M., Florindo, F., Rack, F., 2011. Short- and long-term effects in the school system of a research immersion experience for science educators: An example from ANDRILL (Antarctic Geological Drilling). Geosphere 7, 1331-1339.
- Florindo, F., Harwood, D., Levy, R., and SMS Project Science Team. ANDRILL’s success during the 4th International Polar Year. Scientific Drilling, 6, 29-31, doi:10.2204/iodp.sd.6.03.2008.
- Naish, T., et al., 2009. Obliquity-paced Pliocene West Antarctic ice sheet oscillations. Nature 458, 322-328).
- Pollard D. and DeConto, R.M. Modelling West Antarctic ice sheet growth and collapse through the past five million years. Nature, 458, 329-332 (19 March 2009), doi:10.1038/nature07809.
- Schiermeier, Q. Sediment cores reveal Antarctica’s warmer past. Nature, 453, 13, 1 May 2008.
