Il clima della Terra, dalla fine dei dinosauri ad oggi

Un tracciato nitido e affidabile delle naturali oscillazioni del clima terrestre negli ultimi 66 milioni di anni, dall'estinzione dei dinosauri ai giorni nostri, è stato creato a partire dall'analisi di sedimenti oceanici profondi. Di questa "curva del clima" che somiglia a un codice a barre e che si chiama CENOGRID (CENOzoic Global Reference benthic foraminifer carbon and oxygen Isotope Dataset), ci parla uno studio pubblicato su Science: il lavoro, che si basa su dati raccolti in oltre cinque decenni, diventerà un punto di riferimento per gli studi sui cambiamenti climatici causati dall'uomo.

Interpretare la curva. Come in un elettrocardiogramma, CENOGRID registra le alterazioni periodiche del clima del passato. L'andamento della curva rivela quattro diversi possibili stadi climatici, che gli autori dello studio - una collaborazione che ha coinvolto 12 diversi laboratori guidati da Thomas Westerhold del MARUM, il Centro delle Scienze ambientali marine dell'Università di Brema in Germania - hanno ribattezzato hothouse, warmhouse, coolhouse e icehouse (letteralmente serra, casa calda, casa fresca, ghiacciaia).

1) Ogni stadio ha caratteristiche determinate dalle concentrazioni di gas serra e dal volume dei ghiacci polari: la CO2 in atmosfera era più abbondante nelle fasi più calde, caratterizzate anche da una ridotta copertura glaciale.

2) Ognuna di queste quattro fasi è durata per milioni, o in qualche caso per decine di milioni di anni, e all'interno di ciascuna sono state individuate alcune più contenute e ritmiche variazioni climatiche: possiamo immaginarle come singoli "battiti del cuore", legati alle periodiche variazioni dell'orbita della Terra attorno al Sole. Queste cicliche oscillazioni nei parametri orbitali terrestri (vedi) hanno effetto sulla quantità di radiazione solare ricevuta dal nostro pianeta e quindi sul clima.

3) Ogni stadio climatico ha una propria risposta caratteristica alle variazioni orbitali, che comporta piccole alterazioni della temperatura; nulla a confronto delle macro-variazioni che si osservano tra una fase climatica e l'altra, per esempio tra la fase "serra" e quella "ghiacciaia".

Archivi oceanici. Le testimonianze del clima del passato sono state registrate fedelmente dagli esoscheletri calcarei dei foraminiferi, fossili di piccoli organismi marini preservati sedimenti oceanici. L'analisi degli isotopi di ossigeno e di carbonio nei loro gusci fornisce informazioni sulle temperature oceaniche del periodo corrispondente ai sedimenti analizzati, e quindi anche sul volume dei ghiacci e sul ciclo del carbonio.

Gli strati di sedimenti sono stati raccolti negli ultimi cinquant'anni da spedizioni oceaniche coordinate (come quelle dell'International Ocean Discovery Program, IODP), ma l'analisi dei sedimenti oceanici è sensibilmente migliorata negli ultimi 20 anni.

Prima del 2001, sul clima precedente a 34 milioni di anni fa si sapeva pochissimo; oggi riusciamo invece a ricavare dati anche sugli strati geologici più antichi. Il periodo compreso tra i 66 e i 34 milioni di anni fa (l'Eocene) è particolarmente interessante per studiare il nostro futuro: a quell'epoca, infatti, la Terra era molto più calda di quanto non sia oggi.

La mano dell'uomo. Negli ultimi 3 milioni di anni la Terra si è trovata nella più fredda tra le fasi climatiche - icehouse, la "ghiacciaia" - caratterizzata dall'alternanza di periodi glaciali e interglaciali. L'uomo moderno si è evoluto in questo tempo, ma con le sue attività inquinanti che emettono gas serra sta facendo virare il clima del pianeta verso gli stadi climatici più caldi (hothouse e warmhouse), portando le temperature globali a livelli che non si registravano da 50 milioni di anni.

Per capire che cosa potrebbe accadere avanti di questo passo basta guardare la CENOGRID. Nella prima fase dell'Eocene non esistevano calotte polari e le temperature medie globali erano da 9 a 14 gradi superiori a quelle attuali. La trasformazione verso quelle caratteristiche atmosferiche sta avvenendo molto velocemente, nel giro di decenni e non di milioni di anni come è avvenuto per le rivoluzioni climatiche naturali del passato.