Obliquità della Terra: la chiave per prevedere le ere glaciali

La storia del nostro pianeta è costellata da drammatiche fluttuazioni climatiche, con periodi di calore intervallati da ere glaciali di gelo intenso. Comprendere i meccanismi che innescano queste transizioni è una delle sfide più grandi della climatologia.

Un recente studio ha fatto luce sul ruolo cruciale dell’obliquità della Terra, fornendo un nuovo strumento per prevedere i futuri cambiamenti climatici.

L’enigma delle ere glaciali: un legame con l’olbliquità della Terra

Da tempo, i ricercatori sospettano che le ere glaciali siano legate all’obliquità della Terra attorno al Sole. Stabilire l’esatta relazione tra questi due fenomeni è stato un compito arduo. Un team di scienziati, guidato da Stephen Barker dell’Università di Cardiff, ha recentemente pubblicato uno studio che dimostra l’esistenza di una correlazione precisa tra le ere glaciali del passato e le oscillazioni, le inclinazioni e gli angoli dell’orbita terrestre.

“Il legame tra lievi variazioni  dell’obliquità della Terra e nella geometria orbitale e l’aumento e la diminuzione delle calotte glaciali continentali rappresenta uno dei più antichi misteri della climatologia“, ha spiegato Barker: “In quanto tale, rappresenta una lacuna fondamentale nella nostra comprensione del sistema climatico. Aumentare la nostra consapevolezza di come funziona l’obliquità della Terra è fondamentale se speriamo di essere in grado di prevedere come il clima potrebbe cambiare in futuro“.

L’orbita della Terra attorno al Sole non è un cerchio perfetto, ma un’ellisse, la cui forma varia nel tempo. Questa variazione è nota come eccentricità orbitale. Inoltre, la posizione dell’ellisse nello spazio cambia leggermente a ogni orbita, un fenomeno chiamato precessione orbitale. Infine, l’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre, nota come obliquità, varia anch’essa nel tempo.

Queste variazioni orbitali, seppur minime, influenzano la quantità di radiazione solare che raggiunge la Terra, e quindi il suo clima. Lo studio di Barker e del suo team ha dimostrato che le ere glaciali del passato sono strettamente correlate all’obliquità della Terra.

La scoperta di questa correlazione precisa tra le ere glaciali e le variazioni orbitali fornisce un nuovo strumento per prevedere i futuri cambiamenti climatici. I ricercatori possono ora utilizzare i dati sulle variazioni orbitali per ricostruire il clima del passato e per prevedere le future fluttuazioni climatiche. Tuttavia, è importante sottolineare che le variazioni orbitali non sono l’unico fattore che influenza il clima terrestre. Altri fattori, come l’attività solare, le eruzioni vulcaniche e le emissioni di gas serra, possono anch’essi avere un impatto significativo sul clima.

Lo studio di Barker e del suo team ha importanti implicazioni per la nostra comprensione del cambiamento climatico attuale. Sebbene le variazioni orbitali siano un fattore naturale che influenza il clima terrestre, l’attuale riscaldamento globale è causato principalmente dalle emissioni di gas serra prodotte dalle attività umane.

Comprendere il ruolo delle variazioni orbitali nel clima del passato può aiutarci a distinguere tra le variazioni climatiche naturali e quelle causate dalle attività umane. Questo è fondamentale per sviluppare strategie efficaci per mitigare il cambiamento climatico e per adattarsi ai suoi impatti.

I cicli di Milankovitch: eccentricità, obliquità e precessione

I cicli di Milankovitch sono tre variazioni periodiche dell’orbita terrestre:

Eccentricità: la forma dell’orbita terrestre, che varia da quasi circolare a leggermente ellittica, con cicli di circa 100.000 e 400.000 anni.

Obliquità: l’inclinazione dell’asse terrestre, che varia tra 22,1° e 24,5°, con cicli di circa 41.000 anni.

Precessione: la variazione dell’orientamento dell’asse terrestre, che causa un cambiamento nella data del perielio e dell’afelio, con cicli di circa 23.000 anni.

Questi cicli influenzano la quantità di radiazione solare che raggiunge la Terra, e quindi il suo clima. Tuttavia, individuare quali aspetti dell’obliquità della Terra siano coinvolti nelle fluttuazioni climatiche non è un compito facile.

“Il clima della Terra è un sistema interconnesso di processi complessi, che agiscono tutti insieme per produrre i cambiamenti che osserviamo“, ha affermato Stephen Barker dell’Università di Cardiff: “Modellare questi cambiamenti sulle scale temporali rilevanti per i cicli glaciali richiede molta potenza di elaborazione, oltre al fatto che i processi stessi sono difficili da quantificare e modellare in modo indipendente“. Ad esempio, ci sono due cicli molto vicini nel tempo: la precessione a 21.000 anni e la seconda armonica di obliquità a 20.500 anni. Nessuno è stato in grado di stabilire un chiaro collegamento tra uno di questi cicli e la fine di un’era glaciale.

Barker e i suoi colleghi hanno iniziato osservando i cambiamenti nei rapporti degli isotopi di ossigeno nelle profondità marine negli ultimi 800.000 anni, conservati negli esoscheletri fossilizzati di minuscoli organismi marini chiamati foraminiferi. Questi cambiamenti possono essere utilizzati per mappare i cambiamenti nel volume del ghiaccio continentale, o calotte glaciali, una metrica chiave nello studio della passata glaciazione della Terra.

Con queste informazioni, i ricercatori hanno creato un grafico dettagliato dei cicli di glaciazione, con cui hanno confrontato due idiosincrasie dell’obliquità della Terra. Ed è emerso uno schema sorprendente. Le fasi critiche delle transizioni tra periodi glaciali e interglaciali corrispondevano a una particolare relazione tra precessione e dell’obliquità della Terra.

La deglaciazione, ovvero la fine di un’era glaciale, sembra strettamente legata alla relazione tra precessione e obliquità; ma è solo l’obliquità della Terra a essere responsabile dell’inizio di un’era glaciale. Questo, dicono i ricercatori, spiega il ciclo di 100.000 anni. Ed era proprio lì, nascosto in bella vista.

“Ero davvero emozionato quando ho visto la relazione tra la fase orbitale e la forma della curva climatica attraverso queste note transizioni“, ha affermato Barker: “Le curve che stiamo osservando esistono da decenni e sono state osservate migliaia di volte (me compreso), eppure la relazione che abbiamo trovato (che è facile da vedere quando viene sottolineata) è rimasta praticamente nascosta fino ad ora“.

Conclusioni

L’obliquità della Terra è attualmente in fase di declino verso un minimo, che raggiungerà tra circa 11.000 anni; secondo i calcoli del team, la prossima era glaciale inizierà prima di allora. Si tratta di informazioni di vitale importanza per comprendere gli effetti a lungo termine e futuri dell’attuale attività umana, ha affermato Barker.

“Secondo gli ultimi rapporti dell’IPCC, gli esseri umani hanno già iniziato ad alterare il corso del clima, allontanandolo dalla sua traiettoria naturale, attraverso l’emissione di gas serra“, ha concluso: “Ciò significa che le decisioni che prendiamo ora avranno conseguenze nel lontano futuro. Al momento, il cambiamento climatico futuro previsto è misurato in relazione alle condizioni moderne (o preindustriali), ma crediamo che per apprezzare appieno la vera portata dei cambiamenti futuri, questi debbano essere confrontati con ciò che sarebbe potuto accadere in un futuro ipotetico, libero dall’influenza dell’umanità. Pertanto, speriamo di creare previsioni migliori sulla futura variabilità climatica naturale per quantificare la possibile influenza umana nei millenni a venire“.

La ricerca è stata pubblicata su Science.