I ricercatori scoprono le condizioni climatiche dell'Artico durante il tardo Miocene

April 5, 2016 Un team internazionale di scienziati guidato dal Centro Helmholtz per la Ricerca Polare e Marina dell'Istituto Alfred Wegener (AWI) è riuscito a fare luce sulla storia climatica dell'Oceano Artico. Utilizzando campioni di terreno provenienti dalla Cresta di Lomonosov, sono riusciti a dimostrare che l'Artico centrale era completamente privo di ghiacci durante l'estate da sei milioni a dieci milioni di anni fa, con una temperatura in superficie compresa tra i 4 e i 9 gradi Celsius. Per quanto riguarda la primavera, l'autunno e l'inverno, i ghiacci galleggiavano sulla superficie. I nuovi dati rappresentano un passo fondamentale per ricreare le condizioni climatiche dell'Artico del passato e possono essere utilizzati per verificare i modelli climatici, come riportato nel numero attuale della rivista Nature Communications. I campioni utilizzati nello studio sono stati raccolti nell'estate del 2014, durante una spedizione a bordo della nave da ricerca Polarstern. Descrivendo il ghiaccio marino artico come un fattore molto importante e sensibile nel sistema climatico globale, il geologo dell'AWI, leader della spedizione e autore principale, il Prof. Dr. Rüdiger Stein, ha affermato che è importante comprendere meglio le cause dei cambiamenti presenti e passati del ghiaccio marino. "Per questa spedizione, il nostro obiettivo era quello di prelevare sedimenti dall'Artico centrale che potessero essere utilizzati per ricostruire il ghiaccio marino negli ultimi 50 milioni di anni. Finora non avevamo i campioni di terreno adatti e quindi i dati per ricostruire periodi di questa portata", ha dichiarato il Prof. Stein in tedesco. Il versante occidentale della Cresta di Lomonosov, una grande catena montuosa sottomarina nell'Artico centrale, è stato scelto come sito per il campionamento. Questo perché il sito aveva subito in passato ripetute frane di grandi dimensioni, che avevano esposto i sedimenti e le formazioni rocciose sottostanti per uno spessore di circa 500 metri. I ricercatori sono rimasti sorpresi anche dall'estensione dei margini di separazione sottomarini (margini tettonici), che si estendevano per oltre 300 chilometri dal Polo Nord fino quasi all'estremità meridionale della dorsale sul lato siberiano. Utilizzo della carota di sedimento come archivio climatico Delle carote di sedimento estratte nel corso dei due giorni (tutte lunghe circa un metro e mezzo), una si è rivelata ideale per essere utilizzata come archivio climatico. Utilizzando dei microfossili chiamati dinoflagellati, i ricercatori sono stati in grado di determinare che i sedimenti nella parte inferiore della carota risalivano a circa sei milioni-dieci milioni di anni fa, risalendo al tardo Miocene. I campioni estratti hanno quindi offerto ai ricercatori un'opportunità unica di ricostruire le condizioni climatiche dell'Oceano Artico centrale, per le quali finora esistevano dati molto vaghi e contraddittori. Alcuni scienziati ritenevano che in quel periodo l'Oceano Artico centrale fosse coperto dai ghiacci tutto l'anno, proprio come accade oggi. Tuttavia, questa ipotesi sembra essere in contrasto con i risultati della ricerca. In base ai nuovi dati, durante quel periodo storico, in estate, il Polo Nord e l'Oceano Artico centrale dovevano essere liberi dai ghiacci. I biomarcatori danno una visione del clima del passato Questa analisi si basa su biomarcatori, ovvero composti organici che comprendono organismi che erano vivi in passato ma che ora sono conservati nei sedimenti. Due di questi biomarcatori sono stati estratti dai campioni di terreno. Il primo gruppo era costituito da alghe calcaree che vivevano sulla superficie dell'acqua, necessitavano di acque aperte e si affidavano alla luce solare per produrre cibo/energia. Nell'Oceano Artico centrale, la luce solare è disponibile solo durante i mesi primaverili ed estivi, mentre diventa buia nei mesi restanti. Pertanto, i dati ricavati dai biomarcatori delle alghe calcaree possono indicare le condizioni climatiche durante i mesi estivi. Inoltre, le alghe calcaree hanno sviluppato diverse molecole biomarcatrici in base alla temperatura dell'acqua. In base alle molecole, il Prof. Stein ha calcolato che la temperatura superficiale dell'Oceano Artico è di circa 4-9 gradi Celsius, il che indica condizioni di assenza di ghiaccio durante l'estate. Il secondo gruppo di biomarcatori, composto da diatomee del ghiaccio marino artico, ha dimostrato che l'Oceano Artico non era libero dai ghiacci tutto l'anno. Il Prof. Stein ha dichiarato che, confrontando le registrazioni con le temperature delle acque superficiali e la distribuzione del ghiaccio marino, è stato possibile dimostrare che l'Oceano Artico centrale potrebbe essere stato libero dai ghiacci durante l'estate da sei milioni a dieci milioni di anni fa. In primavera e nell'inverno precedente, il ghiaccio marino sarebbe stato presente. Ha aggiunto che il Polo Nord doveva avere una copertura di ghiaccio stagionale simile a quella che si trova attualmente nei mari marginali dell'Artico. Nuovi dati possono migliorare i modelli climatici Questa ricostruzione del clima passato dell'Artico è stata supportata da simulazioni climatiche. Tuttavia, ciò presuppone un contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera relativamente alto, pari a 450 ppm. Infatti, in alcuni studi relativi al tardo Miocene, se il contenuto di anidride carbonica fosse stato inferiore, pari a circa 280 ppm, non sarebbe stato possibile ricostruire un Artico privo di ghiacci. In ogni caso, se il contenuto di anidride carbonica durante il Miocene fosse eccessivamente alto o se le simulazioni del Miocene avessero una sensibilità insufficiente nell'Artico non è ancora stato determinato e richiede ulteriori ricerche. Come ha affermato il Prof. Stein, "se i nostri modelli climatici riuscissero a riprodurre in modo affidabile la copertura di ghiaccio marino dei periodi precedenti, saremmo anche in grado di fornire previsioni più accurate sul clima futuro e sulle fluttuazioni del ghiaccio marino nell'Artico centrale". Link allo studio.