Il nostro pianeta è precipitato in uno degli stati climatici più drammatici della sua lunga storia circa 720-635 milioni di anni fa. Durante un periodo che i geologi chiamano Terra a palla di neve, le calotte glaciali si sono spostate dai poli fino ai tropici, ricoprendo oceani e continenti con un congelamento quasi globale. La prova di questo clima estremo proviene da formazioni rocciose in tutto il mondo che portano le impronte di antichi ghiacciai a basse latitudini, segni che la superficie terrestre era ricoperta di ghiaccio ben oltre quello che vediamo nelle attuali regioni polari. Gli scienziati hanno studiato a lungo come un processo di feedback noto come albedo del ghiaccio abbia contribuito a bloccare e amplificare questo freddo profondo. L’albedo è una misura della quantità di luce solare riflessa da una superficie; neve e ghiaccio sono luminosi e riflettono la maggior parte dell’energia solare nello spazio, raffreddando ulteriormente il pianeta man mano che una maggiore quantità si diffonde sulla superficie.
Ma un nuovo studio, pubblicato su Climate of the Past, esplora un altro feedback trascurato: come il sale che emerge dal ghiaccio marino potrebbe aver giocato un ruolo nel rafforzare la presa ghiacciata della Terra durante le prime fasi della glaciazione globale, quando il pianeta stava passando da un clima più caldo a uno stato completamente ghiacciato.
L’effetto del sale sul clima
Quando oggi si forma il ghiaccio marino nelle regioni polari, non si congela come acqua pura. L’acqua dell’oceano contiene sale e, durante la formazione del ghiaccio, la maggior parte del sale viene espulsa dal reticolo di congelamento. Parte di quel sale rimane intrappolato in sacche di salamoia e, in condizioni di freddo intenso e secche, può cristallizzare e precipitare dal ghiaccio rimanente.
In una Terra a palla di neve, gli autori suggeriscono che questo processo potrebbe essere stato diffuso nella vasta distesa di ghiaccio marino nudo esposto all’atmosfera.
Quando il ghiaccio sublima – trasformandosi direttamente da solido in vapore acqueo senza sciogliersi – il sale che era rimasto intrappolato nella sua struttura sarebbe rimasto come residuo di cristalli di sale bianchi e brillanti sulla superficie. In un clima già dominato da un’elevata riflettività, questa crosta salina avrebbe potuto aumentare ulteriormente il potere riflettente del pianeta. In termini di climatologia, si tratta di un altro feedback positivo: più luce solare riflessa significa meno riscaldamento, il che significa ancora più ghiaccio (e in questo caso sale) che si accumula sul guscio ghiacciato della Terra.
Lo studio
Per esplorare quanto significativo possa essere stato questo effetto, i ricercatori dell’UiT, l’Università Artica della Norvegia, hanno costruito un semplice modello climatico che includeva questo feedback sale-albedo.
Nelle loro simulazioni, una volta avviato il processo, questo ha contribuito a intensificare la tendenza al raffreddamento già in atto durante le prime fasi dell’evento “Terra a palla di neve”. Ciò suggerisce che le precipitazioni saline potrebbero aver agito come un acceleratore, spingendo il mondo in uno stato di congelamento più profondo di quanto avrebbe potuto raggiungere con i soli processi di albedo del ghiaccio.
Inoltre, nel modello, una volta attivato il feedback sale, il ritorno a un clima più caldo richiederebbe un riscaldamento sostanzialmente maggiore rispetto alle simulazioni senza sale, suggerendo che il processo potrebbe aver reso lo stato di congelamento più resistente allo scioglimento.
Perché il sale è importante nei modelli climatici
La salinità degli oceani influenza la densità dell’acqua, la circolazione e il modo in cui il calore si muove attraverso i mari, tutti fattori che si ripercuotono sul sistema climatico globale. Ricerche precedenti hanno persino dimostrato che le differenze di salinità possono influenzare la facilità con cui un pianeta entra o esce da uno stato di “palla di neve”.
Studi di laboratorio e sul campo hanno dimostrato che il ghiaccio salato può avere un’albedo molto elevata rispetto al ghiaccio o alla neve normali, ma questi effetti non sono stati ampiamente incorporati nei modelli climatici globali, soprattutto quelli utilizzati per studiare il passato remoto della Terra.
In termini pratici, ciò significa che molte simulazioni della Terra a palla di neve potrebbero aver sottostimato quanto riflettente potesse essere diventata la superficie del pianeta una volta che il ghiaccio ha iniziato a rilasciare i suoi residui salati. I nuovi risultati suggeriscono che questo processo trascurato potrebbe aiutare a spiegare perché la Terra sia entrata in uno stato di congelamento così profondo e prolungato e quanto i climi planetari possano essere sensibili a processi fisici apparentemente piccoli che agiscono in superficie.
Tuttavia, i ricercatori sottolineano che si tratta di uno studio di modellazione iniziale. Rimane incerto se grandi e duraturi depositi superficiali di sale si siano formati e persistiti sulla Terra a palla di neve, e sono necessari modelli climatici più dettagliati per testare quanto sarebbe stato forte questo feedback includendo processi come le nuvole, il vento e la dinamica del ghiaccio.
Il quadro generale delle gelate profonde
Gli eventi della Terra a palla di neve, sebbene estremi, non furono curiosità isolate. Si ritiene che si siano verificati più di una volta nell’era neoproterozoica (circa 1.000-538 milioni di anni fa), un periodo di drastiche oscillazioni climatiche che potrebbero anche aver influenzato l’evoluzione delle prime forme di vita. Comprendere la meccanica precisa di questi eventi aiuta gli scienziati a comprendere come si comporta il sistema climatico terrestre in condizioni molto diverse da quelle odierne.
Il feedback sale-albedo non sostituisce il classico feedback ghiaccio-albedo che i climatologi studiano da tempo. Piuttosto, aggiunge un ulteriore livello alla complessa interazione di processi che possono far entrare (o uscire) un pianeta da una glaciazione globale. Man mano che i modellisti affinano i loro strumenti e includono dati fisici più dettagliati, potremmo scoprire che l’antico congelamento della Terra è stato ancora più sfumato di quanto le rocce e le simulazioni abbiano precedentemente mostrato.
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