Snowball Earth – Nuove prove

Mi sono occupato spesso di questo argomento, insieme a Paolo Zamparutti e all’Associazione MTG Climate. A questo interessantissimo fenomeno, la cosiddetta Snowball Earth abbiamo dedicato in passato molte conferenze e diverse simulazioni climatiche sviluppate in collaborazione con il gruppo di ricercatori EdGCM.

Qui trovate un approfondimento, frutto di una serie di simulazioni climatiche da noi effettuate. Non capita tutti i giorni che su CM si parli di paleoclima, perchè in effetti la cronaca scientifica di questi anni è decisamente più pressante. Succede, come in questo caso, che venga pubblicato un nuovo studio, talmente interessante, da meritare un approfondimento.

Per comprendere meglio cosa si intenda per Snowball Earth, vi rimando all’articolo segnalato sopra. Brevemente possiamo richiamare cosa sostenga questa teoria. Per “Snowball Earth” si intende un periodo geologico durante il quale la Terra, in toto o in gran parte, è stata ricoperta da calotte glaciali. In toto o in parte. Questo è il punto fondamentale e più controverso di questa teoria. Alcuni sostengono che le masse glaciali siano giunte fino ai Tropici, addirittura fino all’Equatore. Altri sostengono invece che gli oceani tropicali siano rimasti liberi dai ghiacci. Dal momento che stiamo parlando di periodi geologici risalenti ad almeno 700 milioni di anni fa, comprenderete la difficoltà  che si incontra nel tentativo di ricostruire il paleoclima. Ecco quindi che ci si basa su un uso intenso dei modelli climatici.

In base alle condizioni iniziali e al set-up del modello climatico si giunge alternativamente ad un mondo completamente glaciale, oppure ad un pianeta che presenta acque libere a livello tropicale-equatoriale.

Negli ultimi anni la teoria della Snowball Earth ha incontrato molti detrattori1^,2 . Qui, però, stiamo parlando di Scienza che cerca di ricostruire il passato partendo da prove ed evidenze, quindi ad ogni nuovo studio si aggiunge un tassello che a mano a mano aiuta a meglio definire il quadro d’insieme.

Un gruppo di ricercatori di Harvard, guidati dallo scienziato Francis A. Macdonald3 , ha individuato chiare tracce di una vasta glaciazione risalente a circa 716 milioni di anni fa. Gli aspetti interessanti sono due:

1) le rocce sedimentarie analizzate, si trovano in Canada nella regione dello Yukon, questo strato di sedimenti è perfettamente sincrono con il periodo geologico in questione (era Neoproterozoica, periodo Criogeniano, glaciazione Sturtiana);

2) quella regione del Canada, 700 e più milioni di anni fa, transitava a (paleo)latitudini tropicali (circa 10°).

Abbiamo così, per la prima volta in decenni di ricerche sulla Snowball Earth, una prova sperimentale che la glaciazione Sturtiana ebbe luogo anche a latitudini tropicali. L’analisi degli strati geologici, prosegue MacDonald, suggerisce una durata di quella glaciazione pari ad almeno 5 milioni di anni.

I sedimenti analizzati, inoltre, evidenziano una certa dinamicità  all’interno delle strutture glaciali. E’ possibile, anzi è sicuramente verosimile, immaginare dinamiche simili a quelle visibili in Antartide, dove la calotta glaciale è tutt’altro che in equilibrio. Questo permise, molto probabilmente, di avere saltuariamente tratti di oceano aperti o, per lo meno, con strati di ghiaccio più sottili e di conseguenza la presenza di un gradiente termico oceanico (e di consentire la sopravvivenza degli organismi Eucarioti). Senza mai dimenticare, però, che stiamo parlando di un mondo con temperature medie decine di gradi sotto lo zero.
Il fatto che si siano trovate queste evidenze a circa 10° di paleolatitudine è molto importante. Esiste infatti una teoria scientifica, sviluppata da Mikhail Budyko che sostiene l’esistenza di un effetto detto di runaway albedo, qualora i ghiacci marini giungano almeno a 30° di latitudine sull’Equatore.

Come iniziarono queste Snowball Earth (qualcuno sostiene che la Terra ne abbia conosciute almeno 3), colossali glaciazioni a livello globale, della durata di milioni di anni? Nessuno al momento lo sa (e le ipotesi scarseggiano). Come si ottenne la fusione totale di quella immensa calotta glaciale planetaria? Anche in questo caso, la scienza può poco, sebbene in questo caso le teorie non manchino. Dai livelli di CO2 immagazzinati in atmosfera per milioni di anni, ad una attività  vulcanica maggiore, passando dagli idrati di metano. Quello che sappiamo, per certo, è che la successiva era geologica ha conosciuto uno dei più massicci sviluppi della vita organica sul nostro pianeta, la cosiddetta Esplosione Cambriana.

L’abstract della ricerca:

The Neoproterozoic was an era of great environmental and biological change, but a paucity of direct and precise age constraints on strata from this time has prevented the complete integration of these records. We present four high-precision U-Pb ages for Neoproterozoic rocks in northwestern Canada that constrain large perturbations in the carbon cycle, a major diversification and depletion in the microfossil record, and the onset of the Sturtian glaciation. A volcanic tuff interbedded with Sturtian glacial deposits, dated at 716.5 million years ago, is synchronous with the age of the Franklin large igneous province and paleomagnetic poles that pin Laurentia to an equatorial position. Ice was therefore grounded below sea level at very low paleolatitudes, which implies that the Sturtian glaciation was global in extent.

Riferimenti bibliografici:

Francis A. Macdonald, Mark D. Schmitz, James L. Crowley, Charles F. Roots, David S. Jones, Adam C. Maloof, Justin V. Strauss, Phoebe A. Cohen, David T. Johnston, and Daniel P. Schrag. Calibrating the Cryogenian. Science, 2010: 327 (5970): 1241-1243 DOI: 10.1126/science.1183325

1. http://www.sciencedaily.com/releases/2005/10/051003232816.htm [↩]
2. http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070323104746.htm [↩]
3. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/327/5970/1241 [↩]