Una nuova ricerca condotta da un gruppo internazionale che ha esaminato antichi carotaggi di sedimenti nel Nord Atlantico ha mostrato per la prima volta una forte correlazione tra i cambiamenti nei sedimenti e un marcato periodo di raffreddamento globale verificatosi nell’emisfero settentrionale circa 3,6 milioni di anni fa. I cambiamenti nei sedimenti implicano che in quel periodo si siano verificati profondi cambiamenti nella circolazione delle correnti di acque profonde. Questo studio cruciale, che ha mostrato cambiamenti nei sedimenti in diversi siti a est della dorsale medio-atlantica ma non a ovest di questa importante caratteristica geografica, apre molteplici porte a future ricerche volte a comprendere meglio il legame tra correnti di acque profonde, distribuzione del calore e del sale nell’Oceano Atlantico, espansione della calotta glaciale e cambiamenti climatici.
Il nuovo studio, pubblicato su Nature Communications, è stato guidato dal Dott. Matthias Sinnesael della Facoltà di Scienze Naturali del Trinity College di Dublino e dal Dott. Boris Karatsolis della Vrije Universiteit di Bruxelles.
I cambiamenti climatici
“Negli ultimi decenni, l’umanità ha risentito sempre di più degli effetti del riscaldamento globale“, ha affermato il Dott. Sinnesael. “Dall’innalzamento del livello del mare che mette a rischio le città costiere alle ondate di calore e alle inondazioni, il mondo sta attualmente vivendo nella “tempesta” di eventi meteorologici estremi. Nel complesso, i cambiamenti meteorologici a breve termine, giornalieri o mensili, che persistono per lunghi periodi, finiscono per diventare parte del clima, che costituisce lo stato medio a lungo termine di queste condizioni meteorologiche. Allo stesso tempo, i cambiamenti climatici possono agire su scale temporali più ampie dell’umanità stessa, influenzati da complesse interazioni tra vari processi come la tettonica a placche, i gas serra, l’evoluzione biotica e i pattern di circolazione oceanica”.
I climatologi di tutto il mondo mirano a comprendere questi processi a lungo termine e il loro effetto sul clima, nonché a distinguerli da quelli indotti dall’uomo. Per farlo, prendono di mira i principali sistemi climatici (ad esempio, calotte glaciali, bacini fluviali e oceanici) e cercano indizi della loro evoluzione in periodi passati della storia della Terra.
Il “nastro trasportatore” oceanico
Uno dei sistemi più cruciali per il clima terrestre è il “nastro trasportatore” oceanico, un insieme di correnti che agiscono insieme per ridistribuire il calore sull’oceano globale. La Corrente del Golfo è il ramo superiore di questa cintura, nota per trasportare acque calde dai tropici alle latitudini più elevate, determinando il clima relativamente mite che l’Europa occidentale sta vivendo oggi.
Il ramo inferiore del “nastro trasportatore” agisce nelle profondità dell’oceano ed è costituito da tre sistemi principali di correnti che scorrono verso sud: l’Iceland Scotland Overflow Water (ISOW), la Denmark Strait Overflow water (DSOW) e la Labrador Sea Water (LSW). Insieme, formano il flusso di ritorno noto come acqua profonda del Nord Atlantico (NADW).
Il Dott. Karatsolis ha affermato: “crescono le preoccupazioni che il nastro trasportatore stia rallentando a causa del riscaldamento degli oceani e dello scioglimento dei ghiacci, con gravi implicazioni per tutta la vita sulla Terra e negli oceani”.
“Per poter prevedere come e perché questi cambiamenti potrebbero verificarsi, dobbiamo prima capire cosa è successo quando le cose si sono spostate nel lontano passato. Il nostro obiettivo principale con questo lavoro era ricostruire l’attività passata del “nastro trasportatore” durante un periodo della storia della Terra in cui temperature e concentrazioni di CO2 erano superiori a quelle odierne, ma simili a quelle previste per i prossimi centinaia di anni”.
Lo studio
I Dottori Sinnesael e Karatsolis hanno condotto questo studio nell’ambito di un progetto internazionale multidisciplinare, implementato dall’International Ocean Discovery Program. Il progetto, denominato “IODP Expedition 395/395C”, ha coinvolto due spedizioni di ricerca in mare aperto nel Nord Atlantico (estate 2021 e 2023) e si è concentrato sul recupero e lo studio dei sedimenti di acque profonde.
Questi sedimenti sono oggi trasportati sul fondo dell’oceano da forti correnti di profondità legate al ramo inferiore del “nastro trasportatore” (ISOW e DSOW) e pertanto contengono informazioni sull’attività della NADW su scale temporali che vanno da centinaia a milioni di anni.
Sebbene quest’area fosse stata precedentemente perforata, la “IODP Expedition 395/395C” è riuscita ad andare più in profondità e quindi a studiare la deposizione dei sedimenti durante un periodo più caldo della storia della Terra, che si è verificato all’incirca tra 5 e 2,8 milioni di anni fa.
Risultati principali
Dopo aver analizzato la composizione e le proprietà fisiche dei sedimenti, gli scienziati hanno notato un cambiamento notevole nel tipo di sedimenti che stavano recuperando: un fango carbonatico dall’aspetto pallido si trasformava bruscamente in un cumulo grigio scuro di particelle fini di limo e argilla.
È interessante notare che hanno continuato a riscontrare lo stesso cambiamento in diversi siti situati a est della dorsale medio-atlantica, tutti correlati al sistema di correnti profonde ISOW. Al contrario, i siti a ovest della dorsale medio-atlantica non mostrano grandi cambiamenti, apparendo piuttosto invariati durante tutto l’intervallo di tempo studiato.
Il Dott. Sinnesael ha aggiunto: “dopo ulteriori indagini approfondite, è emerso che i cambiamenti osservati nei sedimenti a est della dorsale medio-atlantica si sono verificati tutti più o meno nello stesso periodo: circa 3,6 milioni di anni fa. La tempistica di questo cambiamento è intrigante, in quanto coincide con un periodo di forte raffreddamento e con lo sviluppo di grandi masse di ghiaccio nell’emisfero settentrionale”.
“Dobbiamo fare attenzione a non dedurre una relazione causa-effetto prima di aver compreso il sistema più a fondo, ma il modo più intuitivo per interpretare il cambiamento nel tipo di sedimento è supporre che rifletta un cambiamento fondamentale nella circolazione oceanica nell’Oceano Atlantico settentrionale, probabilmente correlato alla forte formazione di correnti di acque profonde – molto simili a quelle che conosciamo oggi – nella parte orientale dell’Oceano Atlantico”.
“Ulteriori ricerche approfondiranno la nostra comprensione del legame tra la circolazione oceanica profonda e lo sviluppo delle calotte glaciali contemporanee e ci aiuteranno a prevedere cosa accadrà probabilmente in futuro”, ha concluso l’esperto.
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