Il ciclo globale del carbonio esercita un controllo sostanziale sul clima terrestre. Tuttavia, la vita sulla Terra ha continuato esistere negli ultimi 3,7 miliardi di anni. La comprensione della storia del pianeta, gli effetti a lungo termine del cambiamento climatico antropogenico e l’abitabilità planetaria dipendono da come il clima viene mantenuto su scale temporali geologiche.
Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno confermato che la Terra possiede un meccanismo di “feedback stabilizzante” che funziona nel corso di milioni di anni, allontanando il pianeta dal limite e mantenendo le temperature globali entro un intervallo stabile e abitabile.
Secondo gli scienziati, quel possibile meccanismo è l’erosione dei silicati. È un processo geologico mediante il quale l’erosione lenta e costante delle rocce di silicato comporta reazioni chimiche che alla fine estraggono l’anidride carbonica dall’atmosfera e la riversano nei sedimenti oceanici, intrappolando il gas nella roccia.
Per molto tempo, gli scienziati hanno presunto che l’erosione dei silicati avesse un ruolo significativo nel controllo del ciclo del carbonio terrestre. Il meccanismo potrebbe fornire una forza geologicamente costante nel tenere sotto controllo l’anidride carbonica e le temperature globali. Tuttavia, finora non è stata osservata alcuna prova diretta del funzionamento continuo di tale feedback.
Per questo studio, gli scienziati hanno studiato i dati paleoclimatici che hanno registrato i cambiamenti delle temperature globali medie negli ultimi 66 milioni di anni. In seguito, applicando un’analisi matematica, il team ha valutato la presenza di eventuali modelli caratteristici di fenomeni di stabilizzazione in grado di limitare le temperature globali su una scala temporale geologica.
Hanno scoperto che, nel corso di centinaia di migliaia di anni, sembra esserci davvero un pattern costante in cui le oscillazioni della temperatura della Terra vengono tenute entro i limiti. La durata di questo effetto è paragonabile ai tempi previsti per l’erosione dei silicati.
Gli scienziati hanno esaminato i dati delle fluttuazioni della temperatura globale attraverso la storia geologica. Volevano confermare se il feedback stabilizzante fosse effettivamente attivo. Hanno utilizzato una varietà di rilevazioni della temperatura globale ottenute da ricerche precedenti, tra cui carotaggi di ghiaccio antartiche e dati sulla composizione chimica di fossili e conchiglie marine preistoriche.
Grazie a questo approccio, gli scienziati hanno potuto analizzare la storia delle temperature medie globali negli ultimi 66 milioni di anni. Hanno anche stabilito se sono emersi modelli di feedback stabilizzanti all’interno di ogni scala temporale.
Daniel Rothman, professore di geofisica al MIT, ha dichiarato: “In una certa misura, è come se la tua macchina stesse accelerando lungo la strada e quando freni, scivoli per molto tempo prima di fermarti. C’è un lasso di tempo in cui la resistenza di attrito, o feedback stabilizzante, entra in gioco quando il sistema ritorna a uno stato stazionario“.
Le fluttuazioni di temperatura dovrebbero aumentare con il tempo senza il feedback stabilizzante. Tuttavia, l’indagine del team ha identificato un regime in cui i cambiamenti non miglioravano, suggerendo che era in atto un meccanismo di stabilizzazione prima che le fluttuazioni diventassero eccessive. Le centinaia di migliaia di anni previste dagli scienziati per l’erosione dei silicati coincidono con la scala temporale di questo effetto stabilizzante.
Gli scienziati hanno scoperto che i dati non hanno rivelato alcun feedback stabilizzante su scale temporali più lunghe. Cioè, non sembra esserci alcun abbassamento ricorrente delle temperature globali su scale temporali più lunghe di un milione di anni. In questi tempi più lunghi, quindi, cosa ha tenuto sotto controllo le temperature globali?
Rothman ha spiegato: “C’è l’idea che il caso possa aver giocato un ruolo importante nel determinare perché la vita esiste ancora dopo più di 3 miliardi di anni“.
In altre parole, poiché le temperature della Terra fluttuano su lunghi periodi, queste fluttuazioni possono essere abbastanza piccole in senso geologico da rientrare in un intervallo in cui un feedback stabilizzante, come l’erosione dei silicati, potrebbe periodicamente tenere sotto controllo il clima, e più precisamente, all’interno di una zona abitabile.
