Storia del mondo sul ghiaccio

Dall'esterno, il capannone di stoccaggio del campus dell'Università del New Hampshire (UNH) a Durham sembra abbastanza poco appariscente: una scatola bianca standard di 48 x 12 piedi. Non sembra nemmeno eccezionale dall'interno, poiché ospita alcuni seghetti alternativi elettrici e rastrelliere che contengono migliaia di contenitori cilindrici pieni di ghiaccio. Tuttavia, questo non è il solito armadietto del ghiaccio. Contiene tutti i pezzi di una striscia di ghiaccio di tre miglia perforata da un'enorme calotta glaciale in Groenlandia. Inoltre, questo ghiaccio contiene dati vitali sul clima terrestre negli ultimi 250.000 anni e offre la registrazione più dettagliata degli ultimi 110.000 anni della storia del nostro pianeta.

In un certo senso, le calotte glaciali ci dicono di più su come era l'ambiente alle latitudini settentrionali 100.000 anni fa di quanto possiamo imparare dal 1700 e 1800 dai documenti umani, afferma Paul Mayewski, direttore della ricerca sui ghiacciai presso l'UNH e capo scienziato per il Progetto 2 della calotta glaciale della Groenlandia (GISP2). Quelle registrazioni scritte consistono principalmente di letture di temperatura, ma possiamo usare il ghiaccio per analizzare 45 diverse variabili.

Questa storia faceva parte del nostro numero di luglio 1997

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Mayewski vede le calotte glaciali come una macchina del tempo che non solo ci racconta la storia della terra, compresi gli effetti di centinaia di eruzioni vulcaniche, ma anche la storia umana. Questo deposito congelato fornisce una quantità di informazioni sia agli scienziati della terra che agli archeologi.

Come possono estrarre così tante informazioni da normali pezzi di ghiaccio? Le calotte glaciali della Groenlandia sono composte da neve che cade sulla terra trasportando composti dall'aria, tra cui sostanze chimiche, metalli, polvere e persino ricadute radioattive. La neve si accumula strato dopo strato, anno dopo anno, intrappolando queste sostanze. La pressione della neve che si accumula alla fine crea ghiaccio e le bolle che si formano nel ghiaccio sigillano piccoli campioni dell'atmosfera. Nei laboratori dell'UNH e altrove, gli scienziati possono identificare con precisione gli strati annuali nel ghiaccio, come gli anelli in un tronco d'albero, per determinare la composizione dell'atmosfera in quel momento.

Gli archivi congelati della Groenlandia contengono notevoli resti di imprese industriali nel corso dei secoli. Ad esempio, la documentazione mostra che il primo inquinamento su larga scala iniziò circa 2.500 anni fa e continuò per i successivi 800 anni, il risultato dell'estrazione e della fusione di piombo e argento durante le epoche greca e romana. In effetti, l'inquinamento da piombo in quel periodo è salito a quattro volte i livelli di fondo naturali, secondo Claude Boutron, uno scienziato francese il cui team ha studiato i pezzi di ghiaccio da uno sforzo di campionamento parallelo, l'European Greenland Ice-Core Project.

Altri risultati indicano che il declino dell'Impero Romano fu seguito da un costante calo dell'inquinamento da piombo: le concentrazioni di piombo nelle carote di ghiaccio diminuirono durante il Medioevo e non superarono i livelli romani fino all'inizio della Rivoluzione Industriale. Un aumento ancora più marcato si è verificato nel ventesimo secolo, quando le concentrazioni di piombo sono aumentate a circa 200 volte i livelli naturali (pre-greci e romani), presumibilmente in gran parte a causa dell'introduzione di additivi di piombo nella benzina.

Anche altre sostanze chimiche hanno mostrato un aumento drammatico. Secondo i dati del nucleo di ghiaccio, le concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica sono aumentate di quasi il 30%, le concentrazioni di metano sono più che raddoppiate e le concentrazioni di solfato (un sottoprodotto della combustione del carbone) sono all'incirca triplicate dall'inizio della rivoluzione industriale.

Nuovi inquinanti iniziarono a comparire in Groenlandia verso la fine degli anni '50: stronzio-90 e cesio-137 radioattivi, ricadute principalmente dai programmi di test nucleari statunitensi, sovietici e britannici. Questa ricaduta ha raggiunto un picco nel 1963 e poi è diminuita con la firma del Trattato di divieto dei test atmosferici nello stesso anno, afferma Jack Dibb, uno scienziato dell'UNH nel Glacier Research Group. Vediamo ancora piccoli urti negli anni '70 e '80 dai test dei cinesi, dei francesi e forse di altri che non conosciamo. Altri detriti radioattivi sotto forma di cesio-134 e 137 sono andati alla deriva in Groenlandia nel maggio 1986 a causa dell'incidente nucleare di Chernobyl in Ucraina. Questa nube radioattiva ha depositato isotopi nel ghiaccio antartico, suggerendo che l'intero pianeta è stato contaminato dalla fusione del nucleo.

Ma la storia che racconta il ghiaccio non è affatto male. Le concentrazioni di inquinanti chiave (incluso il piombo) che raggiungono la Groenlandia sono effettivamente diminuite dall'approvazione dell'U.S. Clean Air Act nel 1970 e dalla successiva repressione delle emissioni. Tuttavia, negli oltre 100.000 anni in cui queste carote di ghiaccio si estendono, i livelli di anidride carbonica e metano, entrambi gas serra, non sono mai stati più alti di oggi, afferma Martin Wahlen, un fisico presso lo Scripps Institute of Oceanography, e la grandezza di questo cambiamento indotto dall'uomo è davvero notevole. Per quanto riguarda le concentrazioni di anidride carbonica e metano, dice, l'umanità ha determinato un cambiamento di circa la stessa grandezza di quello che si verifica naturalmente tra i periodi glaciali e interglaciali. Mentre questo cambiamento naturale ha avuto luogo nel corso di decine di migliaia di anni, tuttavia, il cambiamento indotto dall'uomo si è verificato solo negli ultimi secoli.

Una delle maggiori sorprese emerse dal progetto GISP2 è la scoperta di rapidi cambiamenti climatici che si verificano in un arco di tempo di decenni o meno. Abbiamo dimostrato, in almeno otto diverse occasioni, che il cambiamento climatico si è verificato improvvisamente mentre le civiltà si sviluppavano nelle ultime migliaia di anni, dice Mayewski. Questi cambiamenti possono mettere a rischio le persone che vivono in ambienti estremi, molto freddi o aridi. Se vivi in ​​una zona marginale come quella, un leggero cambiamento di temperatura o umidità può farti fallire.

Ad esempio, Mayewski e l'archeologo di Yale Harvey Weiss hanno trovato una sorprendente correlazione tra un evento climatico nel 2.200 a.C., che provocò un'estrema siccità dall'Europa all'India, e il crollo dell'impero mesopotamico, che aveva sede vicino a una regione desertica in quella che è ora l'Iraq. Ciò non significa che il cambiamento climatico sia stato l'unico fattore, ma probabilmente ha avuto un ruolo, afferma Mayewski.

Mayewski ha collaborato con l'archeologo Tom McGovern dell'Hunter College e altri per indagare su un simile mistero di vecchia data riguardante la scomparsa dei coloni norvegesi nella Groenlandia occidentale a partire dalla metà del 1300. I record principali indicano un inverno molto freddo intorno all'anno 1350 e una serie di estati progressivamente più fredde, dice McGovern. La notizia peggiore per queste persone sarebbe stata una serie di estati fredde, che avrebbero ridotto una stagione di crescita già breve, ed è esattamente quello che è successo. Il clima, aggiunge, è sempre stato sospettato di avere un ruolo nell'annientamento dell'insediamento, ma avevamo bisogno dei nuovi dati sulle carote di ghiaccio, che hanno una risoluzione sulla scala dei singoli anni e stagioni, per fissarli davvero.

McGovern spera poi di scoprire se la diffusa moria di mastodonti, mammut lanosi e altri animali 10.000 anni fa alla fine del Pleistocene fosse dovuta principalmente al cambiamento climatico o alla predazione umana. Per anni c'è stato un enorme dibattito in archeologia e i dati della Groenlandia possono finalmente aiutarci a risolverlo.

Mayewski prevede che studi futuri evidenzieranno molte altre associazioni tra gli eventi climatici rivelati nelle calotte glaciali e i principali punti di svolta nella storia umana. Il prossimo passo, dice, è produrre carote di ghiaccio da altre parti del mondo, da cui un programma di perforazione profonda iniziato lo scorso anno in Antartide. I collaboratori del GISP2 stanno anche iniziando a confrontare i dati delle carote di ghiaccio con i corrispondenti record climatici ottenuti dagli anelli degli alberi, dai sedimenti lacustri e dai coralli.

La chiave non è solo mettere in comune i dati, afferma McGovern: è davvero necessario riunire le persone per formare team diversi e collaborazioni di questo tipo tra climatologi, archeologi, paleontologi e storici stanno aprendo un'area completamente nuova con un enorme potenziale. In termini di sfruttamento del corpo di informazioni racchiuso in profondità nelle calotte glaciali del mondo, aggiunge Mayewski, abbiamo solo iniziato a grattare la superficie.

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