Fare luce sui cambiamenti climatici del passato grazie a una nuova analisi delle carote di ghiaccio
Una carota di ghiaccio prelevata dall’altopiano dell’Antartide orientale, una grande calotta di ghiaccio a sud dell’Australia, fornisce informazioni su 800 000 anni in maniera ininterrotta: alla luce di ciò, gli scienziati se ne stanno avvalendo per osservare i grandi cambiamenti glaciali e interglaciali avvenuti nel corso del tempo, indicando le variazioni a livello di temperatura e clima. «Ogni periodo compreso tra i 40 000 e i 100 000 anni si verifica uno di questi grandi cambiamenti climatici», spiega Amaëlle Landais Israël, coordinatrice del progetto ICORDA(si apre in una nuova finestra) e direttrice della ricerca presso il Laboratorio per le scienze climatiche e ambientali(si apre in una nuova finestra) del Centro nazionale per la ricerca scientifica(si apre in una nuova finestra) (CNRS) in Francia. Il progetto ICORDA è stato finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra). «Anche solo cinque anni fa, non sapevamo se l’Antartide orientale si stesse di fatto riscaldando. Ora sembra di aver capito di sì; ciononostante, è difficile prevedere quali siano le tempistiche rilevanti per i cambiamenti climatici antartici e stabilire un collegamento con i cambiamenti climatici e ambientali globali. È per questo motivo che ricorriamo all’impiego della carota di ghiaccio», spiega l’esperta.
Un’analisi delle bolle d’aria intrappolate nella carota di ghiaccio
Le carote di ghiaccio contengono bolle d’aria intrappolate che si formano a circa 100 metri di profondità, preservando le antiche condizioni atmosferiche. Gli scienziati misurano vari proxy o traccianti in tali bolle, come la concentrazione di diossigeno (O2) e la composizione isotopica del diossigeno, per datare le condizioni climatiche passate in Antartide, nonché i cambiamenti a latitudini più elevate e a livello globale. La neve è porosa nella parte prossima alla sua superficie, lasciando passare l’aria; in profondità, invece, si compatta e la intrappola all’interno di bolle. «È importante comprendere il modo in cui l’aria viene intrappolata e come il processo di intrappolamento modifica le molecole, considerate traccianti climatici, che possiamo misurare e analizzare», aggiunge Landais.
Migliorare la cronologia delle carote di ghiaccio
Nel corso degli 800 000 anni rappresentati in una carota di ghiaccio estratta nell’ambito del precedente progetto EPICA, finanziato dall’UE, la ricercatrice osserva: «Sapevamo approssimativamente quando si sono verificati i grandi cambiamenti climatici, ma con un’incertezza di circa 6 000-10 000 anni in diversi punti temporali.» «Siamo riusciti a diminuire l’incertezza nella cronologia», dichiara l’esperta, descrivendo questo come uno dei principali risultati ottenuti dal progetto ICORDA. Il team ha inoltre aumentato la risoluzione delle misurazioni da ogni 1 000 anni a ogni 100-500 anni, il che ha permesso di comprendere più dettagliatamente la sequenza dei cambiamenti e di stabilire se le temperature sono salite prima o dopo le concentrazioni di anidride carbonica. «Ora sappiamo che, di solito, la temperatura dell’Antartide inizia a incrementare molto presto e contemporaneamente alla concentrazione di CO2», osserva Landais. «La temperatura dell’Antartide raggiunge prima il suo massimo e poi, diversi secoli o millenni più tardi, si rileva un massimo della temperatura a latitudini [globali] più basse.» Il progetto ha utilizzato un modello del sistema Terra per eseguire simulazioni su periodi di tempo molto lunghi, superiori ai 100 000 anni. «Il modello mette in connessione le misurazioni degli esperimenti di laboratorio con quelle delle bolle di ghiaccio», spiega la coordinatrice. «I cambiamenti nei traccianti delle bolle di ghiaccio possono riflettere il flusso globale della fotosintesi [vegetale] e delle precipitazioni a bassa latitudine.»
Tornare indietro di 1 milione e mezzo di anni
Nel gennaio del 2025, nell’ambito del progetto Beyond EPICA Oldest Ice Core, finanziato dall’UE, è stata prelevata una carota di ghiaccio nell’Antartide orientale che fornisce informazioni per un periodo di tempo ancora maggiore, ovvero 1 milione e mezzo di anni. «Il nostro kit di strumenti verrà applicato anche a tale sezione di ghiaccio», osserva Landais.
Sviluppare metodi per utilizzare campioni di ghiaccio di dimensioni inferiori
La ricercatrice mette in evidenza i nuovi metodi sviluppati dal team per ridurre i campioni di ghiaccio da quasi 1 kg a circa 80 grammi per alcune misurazioni, che risultano fondamentali anche per la carota di ghiaccio di Beyond EPICA. Ciò è stato possibile grazie a misurazioni isotopiche non solo di rare tracce di argon puro nel campione di ghiaccio, ovvero il metodo utilizzato convenzionalmente, ma anche di una combinazione di argon e azoto, comune nell’aria. «Quando usiamo entrambi gli elementi [argon e azoto] otteniamo gli stessi risultati scientifici, il che ci dà la possibilità di usare molto meno ghiaccio», spiega Landais, che conclude: «Ogni campione di ghiaccio è prezioso.»
