Gli scienziati recuperano una carota di ghiaccio antartico risalente a 1,2 milioni di anni fa

Un team internazionale di ricercatori ha perforato e recuperato con successo una carota di ghiaccio lunga 2.800 metri proveniente dall’Antartide e risalente a 1,2 milioni di anni fa. Il campione si estendeva così in profondità da raggiungere il substrato roccioso sotto la calotta glaciale antartica.

Il nucleo, lungo quasi quanto 25 campi da calcio disposti uno dopo l’altro o sei volte e mezzo più alto dell’Empire State Building fino alla punta dell’antenna, è una “macchina del tempo” che cattura “uno straordinario archivio del clima della Terra” , ha affermato Carlo Barbante, coordinatore di Beyond EPICA, o European Antarctic Ice Drilling Project, il team che ha raccolto la carota.

Il team ha tagliato il nucleo in pezzi di 1 metro conservati in scatole isolate in modo che possano essere studiati, ha detto Barbante, professore all’Università Ca ”Foscari di Venezia e membro senior associato dell’Istituto di Scienze Polari del Consiglio Nazionale delle Ricerche italiano.

Il nucleo è stato raccolto a Little Dome C, uno dei luoghi più ostili ed estremi del pianeta. Il sito dista 34 chilometri dalla stazione di ricerca italo-francese Concordia ed è costantemente colpito da forti raffiche di vento e da temperature quasi costanti inferiori ai -40 gradi centigradi.

Il ghiaccio, uno dei più antichi mai perforati sulla Terra, potrebbe fornire risposte alle più grandi domande ancora aperte su come il clima del pianeta sia cambiato nel tempo.

“Le bolle d’aria intrappolate all’interno del nucleo di ghiaccio forniscono un’istantanea diretta della composizione atmosferica passata, comprese le concentrazioni di gas serra come l’anidride carbonica e il metano”, ha detto Barbante in una e-mail. “Analizzando questo, possiamo ricostruire il modo in cui il clima della Terra ha risposto ai cambiamenti di fattori climatici come la radiazione solare, l’attività vulcanica e le variazioni orbitali. Questi dati ci aiutano a comprendere l’intricata relazione tra i gas serra e la temperatura globale nel corso di centinaia di migliaia di anni e ora fino a 1,2 milioni di anni e, speriamo, oltre”.

Gli scienziati sperano anche che il ghiaccio possa far luce su ciò che ha causato l’improvviso cambiamento nei tempi delle ere glaciali della Terra circa 1 milione di anni fa, un evento che ha quasi causato l’estinzione degli antichi antenati umani, secondo una recente ricerca.

Un punto di riferimento ghiacciato

I ricercatori hanno raccolto il nucleo durante la quarta campagna del progetto Beyond EPICA — Oldest Ice, finanziato dalla Commissione Europea. La campagna ha avuto luogo durante la più recente estate antartica, tra metà novembre e metà gennaio. In totale, gli esperti di 12 istituzioni scientifiche europee hanno trascorso più di 200 giorni a perforare ed elaborare il ghiaccio nelle ultime quattro estati.

Il programma si basa sugli obiettivi del progetto EPICA iniziale, che si è svolto dal 1996 al 2008. Durante quel periodo, i ricercatori hanno perforato una carota di ghiaccio profonda che ha rivelato collegamenti tra il clima e i gas serra atmosferici negli ultimi 800.000 anni. Il nucleo raccolto durante l’ultima campagna segna una nuova pietra miliare, creando una documentazione continua del clima della Terra che risale ancora più indietro nel tempo.

Gli studi condotti sul nucleo originale di EPICA hanno dimostrato che il clima della Terra ha vissuto un ciclo di 100.000 anni di periodi glaciali freddi, o ere glaciali, intervallati da periodi più caldi. Ma quella scoperta non corrispondeva ai sedimenti marini che rivelavano che la Terra aveva vissuto periodi glaciali durati 41.000 anni prima di 1 milione di anni fa.

Il progetto Beyond EPICA è iniziato nel 2016 con l’obiettivo di trovare il ghiaccio più vecchio che potesse indicare il motivo per cui si è verificato questo cambiamento, e la ricerca della posizione giusta è iniziata con l’uso di rilievi radar.

Le tecnologie di ecoscandaglio radio hanno aiutato i membri del team a localizzare il ghiaccio che poteva contenere la capsula del tempo che stavano cercando, ha affermato Frank Wilhelms, ricercatore principale sul campo e professore congiunto presso l’Università di Göttingen e l’Istituto Alfred Wegener in Germania.

“Avevamo bisogno di un sito Goldilocks: ghiaccio abbastanza spesso da poter registrare dati climatici ben risolti alla massima profondità, ma non così spesso da far sì che il ghiaccio più vecchio si fosse già sciolto”, ha affermato il dott. Robert Mulvaney, glaciologo e paleoclimatologo del British Antarctic Survey.

“Ciò può accadere quando il calore che fuoriesce dal mantello terrestre viene intrappolato da uno spesso strato isolante di ghiaccio.” “Se il ghiaccio è troppo spesso, potremmo perdere gli strati inferiori e più vecchi perché si sciolgano”, ha detto Mulvaney. “Quindi ci impegniamo molto nella ricerca delle aree candidate per trovare la posizione giusta prima che inizi la perforazione”.

Little Dome C si trova in alto sull’altopiano antartico centrale, raggiungendo un’altitudine di 3.200 metri sul livello del mare, presentando numerose sfide. Il team ha dovuto lavorare per prevenire fallimenti nella perforazione e garantire che la carotatrice elettromeccanica avanzasse attraverso le calotte glaciali. Ogni metro di ghiaccio può contenere fino a 13.000 anni di dati climatici, ha affermato Julien Westhoff, capo scienziato sul campo e ricercatore post-dottorato presso l’Università di Copenhagen in Danimarca.

Approfondimenti dal ghiaccio antico

Quando i membri del team recuperarono il nucleo, trovarono quello che stavano cercando. I 700 piedi più bassi del nucleo sopra il substrato roccioso sono costituiti da ghiaccio antico pesantemente deformato, probabilmente misto, ricongelato e di origine sconosciuta, ha detto il team.

L’analisi del ghiaccio può aiutare a testare le teorie su come si è ricongelato sotto la calotta glaciale. I ricercatori determineranno anche se è presente ghiaccio ancora più antico, come quello del periodo pre-quaternario 2,58 milioni di anni fa, e forniranno la datazione delle rocce sotto il ghiaccio per determinare quando questa regione dell’Antartide era per l’ultima volta libera dai ghiacci.

“È stato emozionante vedere l’età del ghiaccio mentre perforavamo più in profondità, e soprattutto quando abbiamo appreso che stavamo perforando ghiaccio più antico della registrazione EPICA, che terminò 800.000 anni fa”, ha detto in una nota Mulvaney del British Antarctic Survey. . “Questo record di 1,2 milioni di anni ci fornirà diversi cicli glaciali di 41.000 anni da confrontare con i dati più recenti del nucleo EPICA originale”.

La transizione del Pleistocene medio, avvenuta tra 1,2 milioni e 900.000 anni fa, segna il cambiamento fondamentale nei cicli glaciali della Terra, ha detto Barbante.

“Questa transizione rimane un mistero scientifico, in particolare per quanto riguarda il ruolo dei gas serra e la dinamica delle calotte glaciali”, ha affermato. “La carota di ghiaccio Beyond EPICA offre un’opportunità senza precedenti per misurare direttamente le condizioni atmosferiche durante questo periodo cruciale, rivelando potenzialmente risposte sul motivo per cui si è verificata questa transizione e su come ha modellato il sistema climatico del nostro pianeta”.

Durante la transizione del Pleistocene medio, le ere glaciali divennero più lunghe e intense, portando a un calo della temperatura e a condizioni climatiche secche. Anche la popolazione globale è scesa a circa 1.280 individui riproduttori tra 930.000 e 813.000 anni fa ed è rimasta tale per circa 117.000 anni, secondo uno studio del 2023 pubblicato sulla rivista Science. Gli autori dello studio sostengono che questo evento “ha portato gli antenati umani vicini all’estinzione”, ma altri sono più scettici.

Indipendentemente da ciò, la carota di ghiaccio può contenere prove sul motivo per cui si è verificato il cambiamento nella durata dei periodi di era glaciale.

C’è qualcosa nell’aria (bolle)

Le carote di ghiaccio contengono strati di neve che sono stati compressi nel tempo, intrappolando bolle d’aria e particelle che possono essere analizzate per rivelare come sono cambiate la temperatura e l’atmosfera della Terra.

Possono aiutare gli scienziati a capire come si è comportato il clima della Terra in passato per prevedere meglio come le cose potrebbero cambiare in futuro e fornire un contesto su come il nostro pianeta risponde alle diverse concentrazioni di gas serra.

“Le carote di ghiaccio antartiche sono come le pietre di Rosetta”, ha affermato in una e-mail Jim White, preside della famiglia Craver del College of Arts and Sciences presso l’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill. “Sono unici in quanto parlano il linguaggio della temperatura così come quello dei livelli di CO2, permettendoci di vedere come interagiscono queste due variabili climatiche chiave”.

White non è stato coinvolto nel recupero del nucleo di ghiaccio. Ma ha detto che il ghiaccio ha il potenziale per fornire una grande quantità di informazioni “sulle dinamiche fondamentali del cambiamento climatico sul nostro pianeta, e l’importanza di questo non può essere sottovalutata”.

Mentre si svolgevano le analisi preliminari sul posto, le fette di ghiaccio verranno trasportate in Europa a bordo del rompighiaccio Laura Bassi in contenitori refrigerati specializzati per mantenere la temperatura perfetta. Barbante prevede che la ricerca richiederà uno sforzo pluriennale poiché gli scienziati approfondiranno la misurazione delle concentrazioni di gas e particelle di polvere all’interno del ghiaccio.

Nel frattempo, il progetto Beyond EPICA, come altre associazioni internazionali, cercherà il ghiaccio più vecchio che potrebbe rivelare dati climatici più lunghi. Ma tali sforzi richiederanno tecnologie e pianificazione più avanzate, ha affermato Barbante.

“Dobbiamo trovare altri posti in Antartide dove possiamo recuperare registrazioni climatiche continue simili a quelle che stiamo studiando”, ha detto.

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