Nuove analisi ad alta risoluzione di speleotemi (formazioni calcaree sotterranee) provenienti da Cina e India, integrate con modelli climatici basati su isotopi, rivelano che i rapidi ripristini della circolazione oceanica durante le fasi glaciali richiesero secoli, non decenni. Si tratta di una scoperta con implicazioni significative per il modo in cui valutiamo i futuri cambiamenti della circolazione atlantica. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science. Gli eventi di riscaldamento Dansgaard-Oeschger (DO) – caratterizzati da un aumento delle temperature alle alte latitudini dell’emisfero settentrionale compreso tra 5 e 16°C – sono strettamente legati al rafforzamento del Capovolgimento della circolazione meridionale atlantica (AMOC) e vengono spesso utilizzati come analogia per comprendere i futuri cambiamenti di tale circolazione.
Le ricerche precedenti suggerivano che il rafforzamento dell’AMOC durante gli eventi DO avvenisse nell’arco di pochi decenni; tuttavia, tali conclusioni si basavano sui dati del δ¹⁸O (la misura del rapporto tra gli isotopi stabili dell’ossigeno) estratti dalle carote di ghiaccio, un segnale influenzato sia dalla temperatura che dalla provenienza dell’umidità. Il δ¹⁸O rilevato negli speleotemi in India e nella Cina sudoccidentale risponde direttamente ai cambiamenti indotti dall’AMOC, offrendo un parametro di verifica indipendente. Tuttavia, i dati disponibili in precedenza mancavano della cronologia e dei vincoli basati sugli strati annuali necessari per quantificare con precisione la velocità di queste transizioni.
Gli strati annuali rivelano transizioni più lunghe
Due speleotemi caratterizzati da una stratificazione annuale, provenienti dalla grotta di Cherrapunji (India nordorientale) e dalla grotta di Shuixi (Cina sudoccidentale) – insieme a dati già pubblicati relativi alla grotta di Zhangjia – hanno permesso di ottenere serie di δ¹⁸O ad alta risoluzione che coprono gli eventi DO-1 fino a DO-8. È emerso che le transizioni sono durate costantemente più di 100 anni, con una media di circa 180 anni: un lasso di tempo decisamente superiore a quello indicato dai cambiamenti su scala decennale rilevati nel δ¹⁸O delle carote di ghiaccio della Groenlandia.
“Gli speleotemi utilizzati in questo studio presentano chiare lamine annuali, un elemento fondamentale”, ha affermato la Dottoressa Xiyu Dong, prima autrice della ricerca. “La datazione uranio-torio (U-Th) ci fornisce età assolute precise, ma non è in grado di offrire età relative altrettanto affidabili. Le lamine annuali ci consentono invece di determinare con esattezza la durata di ogni transizione e di confrontarla direttamente con i dati provenienti dalle carote di ghiaccio della Groenlandia”.
Ripresa oceanica in due fasi
La modellizzazione rivela un processo in due fasi: il ritiro del ghiaccio marino nel Nord Atlantico nordorientale ha innescato un rapido adattamento della circolazione atmosferica regionale, passando da condizioni stadiali a interstadiali, causando il forte aumento del δ¹⁸O in Groenlandia. Successivamente, l’AMOC si è ulteriormente rafforzato e il ghiaccio marino nel Nord Atlantico nordoccidentale ha continuato a ritirarsi, ma le modalità di circolazione atmosferica e le vie di trasporto dell’umidità non sono cambiate in modo significativo, pertanto il δ¹⁸O in Groenlandia non ha mostrato ulteriori fluttuazioni marcate. Le simulazioni mostrano che i dati relativi al δ¹⁸O degli speleotemi del monsone asiatico catturano l’intero processo di rafforzamento dell’AMOC.
“Questo lavoro chiarisce la relazione tra il δ¹⁸O degli speleotemi asiatiche, il δ¹⁸O delle carote di ghiaccio della Groenlandia e l’AMOC, un passo importante verso la comprensione dei cambiamenti climatici improvvisi“, ha affermato il Professor Hai Cheng.
Affinare le aspettative sui futuri cambiamenti dell’AMOC
“Questo lavoro dimostra che le transizioni naturali dell’AMOC non sono state così rapide come i ricercatori avevano precedentemente dedotto dai dati ricavati dalle carote di ghiaccio. Pertanto, quando parliamo al pubblico del rischio di un’inversione di tendenza dell’AMOC in futuro, dobbiamo essere più chiari sulla durata di tale transizione. Questo è importante tanto quanto gli impatti climatici che potrebbe causare“, ha aggiunto Dong. “Lo studio dimostra il valore di combinare dati paleoclimatici di alta qualità con modelli basati sui processi: i dati ricavati dagli speleotemi con laminazione annuale forniscono vincoli osservativi essenziali per quantificare i tassi di transizioni climatiche improvvise, mentre i modelli del sistema Terra basati sugli isotopi forniscono il quadro teorico per interpretare le dinamiche sottostanti“, ha affermato Xu Zhang.
Gli autori sottolineano inoltre che un maggior numero di dati di alta qualità ricavati dagli speleotemi relativi agli eventi DO, ricostruzioni del ghiaccio marino del Nord Atlantico e modelli climatici che integrino i processi della calotta glaciale saranno essenziali per una migliore comprensione dei cambiamenti climatici improvvisi.