Indagine antartica pre-perforazione in vista delle lezioni sul clima di «Oldest Ice»
Durante la transizione del medio Pleistocene, da 0,9 a 1,2 milioni circa di anni fa, la durata di cicli glaciali e interglaciali è passata da 40 000 a 100 000 anni. Una teoria sostiene che il cambiamento climatico sia avvenuto come risposta della Terra ai cambiamenti dell’orbita e dell’inclinazione della rotazione intorno al sole («forzatura orbitale»). Ad oggi, la mancanza di evidenze sulla composizione atmosferica del periodo non consente di trarre conclusioni definitive. L’analisi degli indicatori climatici nelle registrazioni dei campioni di ghiaccio potrebbe produrre informazioni sull’incidenza di questi cambiamenti, in particolare dei gas serra, sul sistema climatico. Il progetto BE-OI, supportato dall’UE, è stato ideato per individuare un sito di perforazione (come prosecuzione del progetto EPICA Beyond) e potrebbe ottenere le prime registrazioni climatiche ad alta risoluzione risalenti a più di 800 000 anni fa. Il coordinamento UE e l’azione di supporto hanno permesso al gruppo di localizzare proprio un sito di questo tipo, a circa 40 km dalla stazione italo-francese Concordia, dove si trova ghiaccio risalente a 1,5 milioni di anni fa, indisturbato e di risoluzione sufficiente. Il gruppo si sta ora preparando alla fase di perforazione.
Qualificazione dei siti e relativa convalida dell’età del ghiaccio
Data l’ampia estensione della calotta glaciale dell’Antartide orientale, il consorzio BE-OI si è concentrato su aree più accessibili con stazioni permanenti, in particolare quelle intorno al Dome C, nonché nel Dronning Maud Land, vicino al Dome Fuji. È noto che entrambi i siti ospitano ghiaccio risalente a 700 000 anni fa. Allo scopo di valutare l’età delle carote di ghiaccio, il gruppo ha usato un radar ad alta risoluzione per misurare lo spessore del ghiaccio e determinare così la topografia (la stratigrafia interna) del substrato roccioso al di sotto della calotta glaciale. Le ripetute misurazioni radar hanno anche stabilito la velocità verticale del ghiaccio (la velocità con cui si muove in profondità) e hanno valutato il flusso di calore geotermico proveniente dal substrato roccioso sottostante, il che è essenziale per stabilire il tasso di scioglimento alla base della calotta glaciale. È stata usata una tecnica di perforazione ad accesso rapido per misurare la diffusione della temperatura nelle perforazioni, che ha fornito stime sull’età del ghiaccio nella parte superiore della calotta glaciale. I dati combinati hanno caratterizzato i modelli di flusso del ghiaccio, usati per stimare l’età, fino a quel momento sconosciuta, di quelle profondità. «Come incoraggiamento, uno dei nostri migliori sistemi radar, in dotazione dall’ultima stagione, ha osservato alla base uno strato stagnante di ghiaccio, prima non chiaramente visibile, che, in maniera indipendente, era stato previsto anche dalla nostra versione aggiornata del modello di flusso del ghiaccio. Entrambi i metodi prevedevano il medesimo spessore, con un età del ghiaccio fino a 1,5 milioni di anni nella parte superiore dello strato di base», ricorda Olaf Eisen, coordinatore del progetto.
Meccanismi di feedback su ciclo del carbonio-clima
BE-OI perseguiva un obiettivo sviluppato dall’International Partnerships for Ice Core Sciences (IPICS) per spiegare quali fossero le cause della transizione del medio Pleistocene e ottenere indicazioni sui meccanismi di feedback su ciclo del carbonio-clima a lungo termine. Il precedente consorzio EPICA ha raccolto la sfida fornendo BE-OI come contributo europeo. Nella prossima stagione in campo antartico (da novembre 2020 a gennaio 2021) sarà installato il sistema di perforazione BE-OI, che preparerà il foro per l’involucro nella colonna del limite delle nevi (neve rimanente dalla stagione precedente). I ricercatori saranno quindi in grado di misurare i livelli specifici di gas serra nelle bolle d’aria. «Risolvere uno dei misteri più insondabili del sistema climatico, ossia perché la ciclicità glaciale/interglaciale si è modificata nel corso della transizione del medio Pleistocene, migliorerà la nostra comprensione del funzionamento del sistema climatico, in particolare del ruolo dei gas serra, quali biossido di carbonio e metano. Ciò è essenziale per prevedere in modo affidabile il futuro a lungo termine del nostro clima», spiega Eisen.
Parole chiave
BE-OI, EPICA, carota di ghiaccio, transizione del medio Pleistocene, glaciale, interglaciale, clima, gas serra, biossido di carbonio, metano, Antartide, radar
