Le carote di ghiaccio: i migliori archivi del clima del passato

Le carote di ghiaccio sono i migliori archivi del clima del passato in quanto contengono le bolle di aria che risalgono al momento della loro formazione e con esse informazioni climatico/ambientali sulla temperatura, gli aerosol, l’attività solare, le eruzioni vulcaniche. 

#ghiaccio

Il ghiaccio è in grado di intrappolare al suo interno porzioni di atmosfera. Pertanto, analizzando l'aria rimasta intrappolata nelle carote di ghiaccio, è possibile ricostruire lo stato dell'atmosfera presente nel momento in cui è rimasta inglobata nel ghiaccio stesso. In realtà, c'è una piccola incertezza, e si riferisce al fatto che, dal momento in cui avviene la precipitazione nevosa al momento in cui il ghiaccio sigilla l'atmosfera al suo interno, possono passare diversi anni (fino ad un centinaio).

 Processo di compattazione del ghiaccio. Nel corso del tempo, la neve si trasforma lentamente in ghiaccio sigillando al suo interno la composizione dell'atmosfera al momento della formazione del ghiaccio stesso. La densità della neve, inizialmente dell'ordine di 100 kgm^-3, cresce lentamente fino al valore tipico del ghiaccio di circa 830 kgm^-3.

Gli scienziati raccolgono i campioni dagli strati di ghiaccio che sono rimasti indisturbati nelle regioni polari per migliaia di anni. La perforazione dei ghiacci è iniziata negli anni '60 nelle calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide. E’ stato estratto un campione lungo oltre 3053 m dalla calotta glaciale della Groenlandia, fornendo dati sul clima di oltre 100.000 anni.

Gli scienziati possono determinare indirettamente le condizioni climatiche esistenti al momento della formazione di questi strati in quanto ogni anno si forma un livello identificabile. La neve cade nelle regioni polari, aggiungendosi agli strati anno dopo anno. La neve estiva ha spesso una diversa struttura cristallina rispetto alla neve invernale.

Sezione lunga 19 cm di una carota di ghiaccio nella quale è possibile distinguere i singoli strati annuali. Le frecce indicano i periodi estivi

Gli scienziati hanno sviluppato dei metodi adatti a misurare piccole quantità di elementi che si trovano naturalmente nell'atmosfera terrestre. Per mezzo di questa tecnica, determinano le temperature storiche usando vari elementi chimici chiamati isotopi.

Uno di questi isotopi è una forma dell'elemento ossigeno chiamato ossigeno-18. Questo isotopo è chimicamente identico all'ossigeno-16 molto più comune. Tuttavia, l'ossigeno-18 (con due neutroni extra nel suo nucleo) è leggermente più pesante. Durante gli anni in cui la terra è più calda, la quantità di ossigeno-18 è maggiore (l’ossigeno è presente ad esempio nell’acqua). Confrontando la quantità di ossigeno pesante con la quantità di ossigeno normale, è possibile svelare i cambiamenti di temperatura che si sono verificati nel tempo.

I paleoclimatologi analizzano anche le piccole bolle di gas atmosferici che vengono incorporate negli strati di ghiaccio. Gli scienziati analizzano la composizione di questi gas e i risultati vengono correlati con gli eventuali cambiamenti di temperatura. L'aumento e il declino dei gas a effetto serra critici - anidride carbonica, metano e biossido di azoto - sono stati correlati con i principali cambiamenti climatici globali nel passato.

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