Così le eruzioni vulcaniche destabilizzarono il clima terrestre
Negli ultimi millenni ci furono lunghe fasi di freddo ancora poco comprese. Incrociando i dati sull’attività vulcanica e sull’avanzata dei ghiacciai emerge una nuova spiegazione: furono le eruzioni ad alterare il clima per secoli.
Da circa 12.000 anni la Terra si trova nell’Olocene, un periodo più caldo successivo a un periodo glaciale. Nel corso di questa epoca, tuttavia, si sono susseguite circa 22 fasi più fredde sopravvenute all’improvviso, durate fino a diversi secoli e accompagnate dall’espansione dei ghiacciai.
«Finora non era stata trovata una spiegazione convincente per questo fenomeno. Sembrava sempre che mancasse un tassello», afferma Alice Paine dell’Università di Basilea, la cui ricerca è sostenuta dal FNS. Tra le cause ipotizzate figuravano, tra l’altro, iceberg sospinti verso sud, variazioni dell’attività solare e cambiamenti nelle correnti oceaniche.
La ricercatrice postdoc, insieme a un team internazionale, ha quindi approfondito un’altra ipotesi, quella dell’attività vulcanica. Lo studio*, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, dimostra che, con tutta probabilità, furono le eruzioni vulcaniche a innescare i lunghi periodi di freddo. I ricercatori, inoltre, forniscono una spiegazione convincente del meccanismo alla base del fenomeno.
Corrispondenza temporale tra eruzioni vulcaniche e avanzata dei ghiacciai
Il team ha raccolto dalle fonti più diverse tutte le informazioni disponibili sulle grandi eruzioni vulcaniche avvenute nell’Olocene. Ce ne sono state 51, molte delle quali nella parte occidentale del Pacifico, lungo il cosiddetto Anello di fuoco del Pacifico. In questa regione si trovano infatti numerosi vulcani attivi, poiché qui le placche della crosta terrestre si scontrano e scorrono l’una sull’altra, provocando talvolta eruzioni esplosive di grande potenza.
L’analisi di carote di ghiaccio prelevate nell’Artico e nell’Antartico, insieme alla datazione di materiali organici intrappolati nei depositi di cenere, ha permesso di stabilire con estrema precisione quando si verificarono gli eventi vulcanici. Ulteriori informazioni sono state ricavate da una datazione aggiornata delle rocce vulcaniche.
I ricercatori hanno poi confrontato questi dati con il verificarsi, nell’Olocene, di periodi di freddo prolungati. La datazione di queste fasi è stata effettuata principalmente sulla base delle informazioni relative alla massima espansione dei ghiacciai, ricavate attraverso l’analisi delle morene, il materiale detritico trasportato dalle lingue glaciali.
Il risultato: oltre l’ottanta per cento delle fasi di espansione glaciale si è verificato in corrispondenza di almeno una delle eruzioni vulcaniche. «La combinazione dei risultati della nostra analisi statistica con le ricostruzioni paleoclimatiche esistenti ci consente di affermare con sicurezza che non si tratta di una coincidenza. A ciò si aggiunge il fatto che l’analisi permette di conciliare tutte le conoscenze finora acquisite sui meccanismi in gioco», afferma Paine.
Alterazione del regime termico
In base a questi meccanismi, un’eruzione vulcanica può talvolta perturbare il bilancio energetico della Terra a tal punto da modificare il clima su scala globale. Le eruzioni, infatti, proiettano nell’atmosfera particelle di zolfo, che riflettono la luce solare incidente. Di conseguenza, la superficie terrestre nell’emisfero settentrionale si raffredda.
Il ghiaccio marino artico si espande e l’oceano cede così meno calore all’atmosfera. Questo modifica l’andamento delle correnti marine. Inoltre, mentre la zona fredda si estende, l’area di bassa pressione attorno all’equatore, caratterizzata da abbondanti precipitazioni, si sposta verso sud.
«Tutti questi fenomeni si rafforzano a vicenda, dando luogo al cosiddetto effetto palla di neve», afferma Paine. A un certo punto il freddo diventa tale che i ghiacciai iniziano ad avanzare, soprattutto alle quote più elevate, come in Svizzera.
Perché ciò accada, tuttavia, devono essere soddisfatte alcune condizioni. Se, ad esempio, l’eruzione vulcanica è troppo debole, le particelle di zolfo non riescono a raggiungere l’alta atmosfera. Se invece è troppo intensa, la colonna di polveri può collassare sotto il proprio peso e solo una quantità relativamente ridotta di zolfo arriva negli strati superiori dell’atmosfera.
Paine sottolinea che questo fenomeno non va confuso con quanto accadde nel 1816, l’«anno senza estate». All’epoca, l’eruzione del vulcano Tambora, nell’odierna Indonesia, provocò un calo della temperatura di diversi gradi, causando in tutto il mondo raccolti scarsi e carestie. L’effetto durò tuttavia solo un anno, finché le particelle di polvere non scomparvero dall’atmosfera.
Nel caso delle fasi di freddo prolungate invece, il processo è diverso. «Le particelle di zolfo si limitano a mettere in moto la palla di neve. Ma gli effetti sul sistema Terra possono durare per decenni o addirittura secoli, anche molto dopo che le precipitazioni hanno rimosso le particelle dall’atmosfera».
Difficile fare previsioni
Resta una questione importante: se una simile fase di freddo innescata dai vulcani possa verificarsi anche nel prossimo futuro. «Negli eventi che abbiamo studiato, il clima si trovava, per così dire, in uno stato naturale», osserva la ricercatrice. Attualmente, è in una condizione senza precedenti a causa dell’influenza umana.
Secondo alcuni ricercatori, allo stato attuale, eventi come le eruzioni vulcaniche potrebbero provocare molto più facilmente bruschi cambiamenti del clima. Altri affermano invece che, alla luce dei massicci cambiamenti atmosferici in atto, un'eruzione vulcanica oggi non sarebbe altro che una goccia d'acqua su una pietra rovente. «Più il nostro clima cambia, più i processi diventano complessi», afferma Paine. «In questo ambito resta ancora un’enorme lacuna da colmare».