Se la concentrazione di CO2 in atmosfera continuerà ad aumentare nei prossimi 100 anni, come reagirà la calotta glaciale antartica?

Il rapporto dell’IPCC del 2007 presenta 6 scenari di incremento della temperatura per la fine del secolo compresi fra 1.9 e 4.6 gradi. Il rapporto dell’IPCC del 2014 è prevalentemente dedicato ai rischi conseguenti al cambiamento climatico e alle problematiche della vulnerabilità e dell’adattamento in un sistema Terra complesso e in fase di cambiamento. Il recente accordo di Parigi sui cambiamenti climatici (COP 21) ha confermato l’interesse internazionale a ridurre l’impatto antropico sull’ambiente e ad adottare politiche di mitigazione, volte a limitare il riscaldamento del pianeta con l’obiettivo di contenere l’aumento della temperatura media globale nei prossimi cento anni  a 1,5 o a 2°C rispetto quella che sussisteva in epoca pre-industriale (Nature Geoscience, Editoriale, marzo 2016). L’IPCC ha quindi ora il compito di verificare cosa implica, in termini di variazioni ambientali, puntare a raggiungere l’uno (1,5°C) o l’altro (2°C) scenario, per orientare le diverse scelte politiche a livello nazionale e internazionale.

Ma come è possibile fare previsioni attendibili per i prossimi 100 anni, considerando parametri climatici molto diversi da quelli attuali? Al fine di verificare questo tipo di previsioni teoriche è necessario ricostruire come si siano realizzati i cambiamenti ambientali nel passato, in periodi climatici più caldi di quelli attuali. A gennaio 2016 è stato pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) degli Stati Uniti d’America un articolo a cui hanno contribuito anche ricercatori italiani, che fornisce indicazioni fondamentali per questo scopo, acquisite da perforazioni nel Mare di Ross per il progetto ANDRILL, in Antartide (Levy et al., PNAS, 2016; Talarico, commento su sito MNA).

L’articolo pubblica una ricostruzione delle condizioni ambientali del Miocene inferiore e medio nel Mare di Ross. Questo periodo, in particolare tra 23 e 14 milioni di anni fa,  costituisce una tappa fondamentale della storia del nostro pianeta, quando sussistevano temperature e concentrazioni di CO₂ in atmosfera fino a 500 ppm, determinate esclusivamente da processi naturali e senza contributi antropici. Il Mid Miocene Climatic Optimum è caratterizzato da temperature delle acque superficiali degli oceani di circa 3-4°C superiori a quelle attuali. 

Uno dei risultati più interessanti di questa recente ricerca è l’evidenza che in quel periodo la calotta glaciale in Antartide, era molto dinamica e sensibile anche a piccole variazioni di temperatura e di concentrazione di CO₂ in atmosfera e che nel corso del Miocene, ma anche del Pliocene inferiore,  sono avvenute frequenti fasi di avanzata e soprattutto di significativo arretramento. 

Un altro articolo recente (Cook et al., 2013 Nature Geoscience) ha dimostrato che un’importante fase di ritiro della calotta antartica, di diverse centinaia di chilometri verso l’entroterra nel Bacino di Wilkes, è avvenuta tra 5,3 e 3,3 Milioni di anni fa, quando la temperatura globale era molto vicina a quella prevista per la fine del secolo e la concentrazione di CO₂ in atmosfera era simile a quella attuale. 

Gli autori sostengono che le variazioni ambientali, registrate dalle carote di ANDRILL, riflettono eventi di natura globale. In effetti record fossili raccolti in Australia (v. riferimento 20 in Levy et al.), e negli Stati  Uniti (v. riferimento 21 in Levy et al.), indicano che il livello del mare nel Miocene ha avuto oscillazioni anche di 100 metri, in concomitanza con le ampie variazioni del volume di ghiaccio immagazzinato in Antartide.

Dagli studi citati emerge che la soglia per innescare l’instabilità delle porzioni di calotta a base marina è intorno ai 400 ppm di CO₂, mentre per la vulnerabilità delle porzioni di calotta a base terrestre sarebbe di 500 ppm. La concentrazione di CO₂ in atmosfera ha raggiunto il valore di 400 ppm nel 2015 e presenta una tendenza ad aumentare nei prossimi anni. Appare quindi inevitabile immaginare un futuro nel quale la calotta antartica sarà significativamente ridotta, se non completamente collassata. L’orizzonte temporale della fine del secolo è peraltro troppo breve per immaginare che la calotta antartica subisca significative modifiche. Consideriamo infatti che il processo di deglaciazione successivo all’ultimo massimo glaciale che ha portato alla scomparsa della grande calotta nord americana è durato oltre 10 mila anni (fra 18 mila e 6,6 mila anni fa). Nei prossimi 100 anni, effetti significativi del riscaldamento conseguente all’aumento della CO₂ potranno aversi sulle piattaforme di ghiaccio galleggiante, che per loro natura non determinano aumento del livello marino (v. Orombelli, commento sul sito MNA), e sulle porzioni di calotta a base marina della calotta antartica occidentale. Le previsioni sul futuro non possono peraltro prescindere da prendere in considerazione anche altri fattori oltre alla temperatura e il contenuto di CO₂ in atmosfera, quali la variabilità della circolazione atmosferica e oceanica che regolano lo scambio di calore tra nord e sud. Fondamentale è inoltre il monitoraggio dei processi in atto ai margini antartici, dove si osservano evidenti segnali apparentemente contrastanti, sia di assottigliamento sia di ispessimento della calotta.  

La ricerca ANDRILL integra con grande dettaglio una lunga serie di parametri e misure (analisi granulometriche, micropaleontologiche e paleomagnetiche ed isotopiche) e  dimostra che è possibile recuperare record sedimentari antichi milioni di anni, ad altissima risoluzione temporale (comparabile alla scala delle variazioni astronomiche), in zone molto vicine al bordo della calotta, cosa che non era è stata possibile fino ad ora, utilizzando i normali sistemi di perforazione. Questa tecnologia ed i risultati conseguiti   danno un nuovo impulso alle ricerche in altre zone del margine antartico, dove i rilievi geofisici hanno individuato successioni sedimentarie molto promettenti in termini di spessore e potenziale risoluzione temporale.

Laura De Santis

Riferimenti bibliografici

• Nature Geoscience, Editorial, marzo 2016 - http://www.nature.com/ngeo/journal/v9/n3/full/ngeo2676.html
• Levy et al. 2016, PNAS - http://www.pnas.org/content/early/2016/02/17/1516030113.abstract
• Cook et al., 2013 Nature Geoscience vol. 6, Exp. IODP 318 - http://www.nature.com/ngeo/journal/v6/n9/full/ngeo1889.html