Il mistero delle glaciazioni

 

 

Premessa: tratto principalmente da qui, qui e qui

 

Il mistero delle glaciazioni che colpiscono il pianeta Terra è uno dei grandi enigmi tutt'ora irrisolti. Queste glaciazioni avvengono periodicamente ed hanno una portata vastissima, ampie zone del pianeta piombano nel freddo o nel ghiaccio per millenni, mentre il livello del mare scende al punto da ridisegnare le terre emerse di una parte rilevante della Terra. Le cause delle glaciazioni sono tutt'ora sconosciute o comunque incerte.

Gli scenari causati dalle glaciazioni sono paragonabili a quelli di un film di fantascienza, solo che sono avvenuti realmente, e pertanto questo fenomeno merita un approfondimento.

 

 

Principali Ere glaciali
 

Le glaciazioni si sono manifestate in diverse epoche geologiche già a partire dal Precambriano; risultano però distribuite in modo discontinuo essendo intervallate da periodi molto lunghi . Una glaciazione comprende fasi alterne di avanzamento (periodi glaciali) e di ritiro dei ghiacci (periodi interglaciali), che nel loro insieme costituiscono un'epoca glaciale.

Nei miliardi di anni di vita del nostro pianeta i periodi particolarmente freddi dovettero essere parecchi, e almeno nel Fanerozoico (Eone che raggruppa le ere del Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico e Quaternario, a partire da circa 570 milioni di anni fa sino ad oggi) si conoscono decine di periodi di avanzamento dei ghiacci e di formazione di calotte glaciali. In genere si ritiene che le glaciazioni siano una caratteristica del Pleistocene, periodo iniziale dell'era Quaternaria (da 1,8 milioni di anni sino a circa 10-12 mila anni fa).
In effetti negli ultimi due milioni di anni sono documentate un gran numero di glaciazioni: in Europa per esempio ne sono conosciute quattro principali: Donau, Günz, Mindel, Riss, Würm.

Le glaciazioni avvengono durante un' Era glaciale e pur essendo esistite  varie Ere Glaciali nella storia della Terra, solo quattro sono le principali.

1) L'Era Glaciale più antica di cui si sia raccolta una buona quantità di documentazione, invece, è datata tra gli 800 e i 600 milioni di anni fa (periodo Cryogeniano). Probabilmente fu l'era glaciale più importante dell'ultimo miliardo di anni. Molti suggeriscono che in quel periodo le acque del mare si ghiacciarono fino all'equatore o in prossimità di esso, trasformando la terra quasi in una gigantesca palla di neve.

Più la superficie terrestre veniva coperta dal ghiaccio, più la temperatura scendeva. Si avviava così un circolo vizioso che in poche migliaia di anni portò i ghiacciai a ricoprire quasi tutto il pianeta; il ghiaccio arrivò perfino all'equatore, la zona notoriamente più mite del globo, dove era spesso circa 3 metri la temperatura superficiale può essere scesa anche a -50°C, a causa del maggior albedo.
La Terra, salvo alcune zone in prossimità dei vulcani, era diventata una vera e propria palla di neve o snowball in inglese.
Nel contempo circa il 99% delle forme di vita esistenti sulla Terra (per lo più batteri) si era estinta. Il restante 1% sopravvisse grazie alle sorgenti calde sottomarine oppure perché si trovava nei pressi dell’equatore, dove il minor spessore del ghiaccio permise alla luce solare di passare, seppur ridotta in intensità.

 


2) Una serie di glaciazioni minori si ebbero tra i 460 e i 430 milioni di anni fa, durante l'ultima parte del periodo Ordoviciano.

3) Si è inoltre registrata una presenza di calotte polari ad intervalli, tra i 350 e i 260 milioni di anni fa, durante i periodi del Carbonifero e del Permiano.

4) L'attuale Era Glaciale iniziò 40 milioni di anni fa con la crescita della calotta glaciale sull'Antartico, ma si intensificò nel Pleistocene, circa 3 milioni di anni fa, con l'espansione della calotta glaciale nell'emisfero settentrionale. Da allora, vi sono stati dei periodi di glaciazione della durata di 40.000 e 100.000 anni, durante i quali le calotte si sono estese e ritirate ciclicamente. L'ultimo periodo glaciale, la glaciazione Würm, è terminato circa 10.000 anni fa. La tradizione suole però chiamare piccola glaciazione il clima freddo che caratterizzò l'Europa del XVII secolo.

 

 

 

Conseguenze delle glaciazioni

 

Durante ciascun periodo glaciale si verificarono oscillazioni climatiche che provocarono l'alternarsi di periodi di massima estensione dei ghiacci e periodi di ritiro dei ghiacci. Nelle zone equatoriali, in contemporanea o sfalsati con le glaciazioni, si ebbero periodi di grande piovosità, detti periodi pluviali alternati a periodi di grande siccità, detti interpluviali. Durante i periodi interglaciali, il clima era più caldo di quello attuale, tanto che in Europa poterono vivere perfino gli ippopotami, gli elefanti ed i rinoceronti.

Durante le fasi interglaciali si formarono imponenti fiumane che con i detriti trasportati formarono depositi alluvionali che riempirono grandi golfi come quello che un tempo costituiva la pianura padana.
 

Conseguenza delle glaciazioni, fu l'abbassamento più volte, del livello medio del mare, che superò anche 120 metri. Lo scioglimento dei ghiacciai del periodo Pleistocene, sino a raggiungere le dimensioni attuali, ha causato l’innalzamento del livello del mare di circa 140 metri isolando specie animali su isole dove poterono seguire evoluzioni autonome e specializzate per quell'ambiente. Dalla fine dell’ultima glaciazione il livello del mare è aumentato mediamente di 1 cm all'anno.


Circa 3 milioni d'anni fa, l'abbassamento del livello degli oceani determinò il completamento del collegamento dell'America Settentrionale con quella Meridionale interrompendo definitivamente il passaggio delle correnti calde dall'Oceano Atlantico all'Oceano Pacifico, che si diressero verso il Polo Nord. A quei tempi, nonostante le temperature a quella latitudine fossero basse, l'aria secca impediva ogni precipitazione per cui non esisteva ancora la calotta polare.
L'arrivo delle correnti calde dalle zone tropicali, portò anche l'aumento dell'umidità, cui seguirono le prime precipitazioni che, congelando per le basse temperature, iniziarono a costruire un gigantesco continente di ghiaccio che dalle regioni settentrionali dell'Europa e dell'America finì per coinvolgere anche il Polo Nord.
Da allora, alternando massime estensioni della calotta artica, dette glaciali, con massime contrazioni, dette interglaciali, i ghiacci sono stati sempre presenti nella regione. Le temperature medie si abbassarono, determinando cambiamenti dell'ambiente e delle fonti alimentari degli esseri viventi, cui si dovettero adattare.
 

Prima dell'ultima era glaciale si ebbe un breve innalzamento interglaciale della temperatura della Terra, che provocò lo scioglimento superficiale dei ghiacci nell'emisfero settentrionale. Si formarono delle pozze d'acqua stagnante o dei laghetti proglaciali, bloccati da dighe naturali di ghiaccio o ghiaia alle loro estremità. Quando sotto l'effetto della spinta dell'acqua accumulata le dighe naturali cedettero, si ebbero violente inondazioni che modellarono la costa della Groenlandia e delle altre regioni artiche.
Questo enorme afflusso di acqua dolce riversatosi improvvisamente nel mare, assieme alle variazioni indotte sul mantello terrestre dal peso del ghiaccio, ebbe un'influenza sul momento d'inerzia della Terra che determinò variazioni della rotazione terrestre e quindi effetti sul clima legati all'assestamento postglaciale.
 

 

Le glaciazioni del quaternario

 

Oggi i ghiacciai occupano 1\10 di tutte le terre emerse,ma durante la storia della Terra hanno avuto superfici più grandi. In particolare nell’ultimo milione di anni per almeno 11 volte si sono estesi per poi contrarsi di nuovo,arrivando ad occupare nel massimo della loro espansione 1\3 della superficie emersa. Durante l'ultima glaciazione, detta del Wurm, che iniziò 75 000 anni fa e conobbe il suo acme intorno a 20 000 anni fa, l'Europa era ricoperta da una coltre di ghiacci spessa 2000-3000 metri che dal polo Nord scendeva fino alla latitudine di Londra.
Nello stesso periodo le Alpi erano coperte sul versante settentrionale da un'unica calotta di ghiaccio che si estendeva fino al Rodano, mentre sul versante italiano le lunghissime lingue dei ghiacciai arrivavano fino alla pianura, scavando gli alvei degli odierni laghi glaciali (Maggiore, d'lseo, di Como, di Garda). In Piemonte allo sbocco della valle di Susa la fronte del ghiacciaio formò con i detriti morenici le colline di Avigliana e Rivoli; mentre il ghiacciaio della Valle d'Aosta giungeva fino all'attuale Ivrea, dove è rimasta intatta la morena laterale sinistra (la Serra d'lvrea). L'immenso ghiacciaio del Garda, invece, ha lasciato come testimonianza della sua massima esten­sione la morena frontale, che oggi delimita insieme ai detriti di precedenti glaciazioni la riva meridionale.

I ghiacciai rappresentano una riserva di acqua dolce «fissata» in forma solida, che pertanto viene sottratta al normale ciclo che lega i mari all'atmosfera e ai continenti attraverso i processi di evaporazione e di precipitazione. Di conseguenza durante le glaciazioni i mari regrediscono, mentre il contrario avviene nei periodi postglaciali. Al culmine dell'ultima glaciazione l'abbassamento marino arrivò fino a 100 metri, tant'è che 20000 anni fa laddove oggi troviamo lo stretto di Bering una continuità di terre collegava l'America settentrionale all' Asia.
In Italia la pianura padana si estendeva per tutta la parte settentrionale dell' Adriatico.

L'inversione climatica che dette l'avvio all'attuale periodo postglaciale, chiamato Olocene, iniziò secondo la maggior parte degli scienziati circa 15 000 anni fa. L'anno 8300 a. C. segna convenzionalmente per i climatologi la fine dell'ultima glaciazione.

Negli ultimi diecimila anni dell' attuale periodo postglaciale il clima ha subìto delle variazioni, a cui i ghiacciai hanno risposto con fasi alterne di avanzate e ritiri. L'iniziale aumento di temperatura dell'Olocene raggiunse l'acme nel 5000 a. C., quando la Terra conobbe l'optimum climatico, il clima più mite mai registrato fino a oggi. È quella l'epoca delle grandi civiltà del bacino del Mediterraneo, dagli Egiziani agli Ittiti. Successivamente, intorno all'anno 1000 a. c., il clima divenne più fresco e più umido, con una leggera avanzata dei ghiacciai. Questa situazione permase fino all' 800 dell'era Cristiana, quando il clima divenne più mite e i ghiacciai tornarono a ritirarsi. Cinquecento anni dopo, intorno al 1300 d. c.,la temperatura si abbassò di nuovo e iniziò il periodo più freddo di tutto l'Olocene: la «piccola età glaciale» che durò tre secoli (1590-1850).
In questo periodo si ebbe un' avanzata dei ghiacciai, che nei territori alpini invasero i terreni coltivati e distrussero case e villaggi. Il clima influì tristemente sull'agricoltura (nelle estati più fredde il grano non giungeva a maturazione e la spiga verde marciva sullo stelo), provocando carestie che ridussero di un terzo la popolazione dell'Europa. A metà del secolo scorso un'inversione climatica fece registrare un aumento della temperatura che portò all'inizio di questo secolo a un nuovo piccolo optimum climatico con una conseguente brusca regressione dei ghiacciai. La situazione permase invariata fino al 1960, quando iniziò una nuova espansione in seguito alla quale il ghiacciaio della Brenva sul Monte Bianco avanzò di 400 metri in 20 anni. Dal 1986 questa' tendenza pare attenuarsi e alcuni ghiacciai sono in regressione.

 

Attualmente la Terra è in un periodo interglaciale, che normalmente ci si aspetterebbe finisca tra circa 25.000 anni. L'attuale accresciuto tasso di rilascio di anidride carbonica nell'atmosfera da parte degli esseri umani potrebbe ritardare l'avvio del prossimo periodo di glaciazione almeno fino a 50.000–130.000 anni da ora. Tuttavia, un periodo di riscaldamento globale di durata finita (basandosi sull'assunzione che l'uso del combustibile fossile cesserà entro l'anno 2200) probabilmente impatterà sul ciclo della glaciazione solo per circa 5.000 anni. Così, un breve periodo di riscaldamento globale indotto attraverso pochi secoli di emissione di gas serra avrebbe solo un impatto limitato nel lungo termine.

 

 


Possibili cause delle glaciazioni
 

Le cause che durante un Era glaciale spingono il clima terrestre ad avere cicli di avanzamento e scioglimento dei ghiacci non sono ancora chiare e sono ancora oggetto di studio, ma hanno sicuramente un ruolo chiave i cambiamenti periodici dell'orbita terrestre intorno al Sole noti come cicli di Milanković, le variazioni dell'attività solare, le eruzioni vulcaniche e l'eventuale impatto di meteoriti. Ecco qualcuna di queste ipotesi.

Variazioni dell'orbita terrestre
Le variazioni periodiche dell'eccentricità dell'orbita della Terra, dell'inclinazione dell' asse come pure la sua precessione, fenomeni noti nel loro complesso come cicli di Milanković, non sembrano poter essere identificati come fattori scatenanti di una Era Glaciale, quanto piuttosto in grado di influenzare notevolmente il susseguirsi dei periodi glaciali e soprattutto degli interglaciali all'interno di una singola Era glaciale.

L'ipotesi è che le glaciazioni siano legate ai cicli astronomici relativi alla forma dell'orbita terrestre, all'inclinazione e all'orientamento dell'asse terrestre. In particolare la forma dell'orbita terrestre varia in un periodo di 100 000 anni (lo stesso intervallo esistente fra due glaciazioni successive) da un ellisse a un cerchio, modificando la distanza Terra-Sole. L'inclinazione dell' asse terrestre, che varia con un periodo di 41 000 anni, influisce sull'intensità delle stagioni, per cui maggiore è il valore dell'inclinazione più calde sono le estati e più freddi gli inverni. L'orientamento dell'asse, invece, cambia con un periodo di 23 000 anni, determinando la precessione degli equinozi, il fenomeno per cui in un emisfero si sposta il punto dell'orbita in cui cade l'estate, da più vicino a più lontano rispetto al Sole e viceversa. Sembra però che oltre a queste cause astronomiche concorrano altri fattori, che includono le correnti oceaniche e la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera.

Attività solare
L'emissione della radiazione solare, conseguenza dell'attività solare, non ha un andamento costante nel tempo, ma segue dei cicli principali di undici anni. In aggiunta a questo andamento naturale vi è la variazione del numero e della quantità delle macchie solari, la cui attività ha un influsso diretto sulla quantità di radiazione inviata verso la terra e di conseguenza sulla temperatura della superficie terrestre.
Tali variazioni da sole non sono in grado di dare l'avvio ad una glaciazione, ma possono dare un contributo alla sua intensità e durata quando sono in coincidenza con alcune delle altre possibili cause già evidenziate.

Attività vulcanica e meteoritica
Recenti studi su una delle ultime glaciazioni, avvenuta circa 74.000 anni fa, ipotizzano un'altra teoria sulle possibili cause di una glaciazione. È possibile, infatti, che un'intensa attività vulcanica o anche una pioggia di meteoriti abbiano innalzato una coltre di gas e polveri in grado di respingere molti dei raggi solari, abbassando così la temperatura.

La presenza di ceneri finissime nell'atmosfera dovute ad importanti eruzioni vulcaniche ridurrebbero drasticamente le radiazioni solari. Tuttavia, per quanto possano essere state intense le eruzioni, non sembra che abbiano interessato l?intera atmosfera, perciò resta difficile spiegare il fatto che le grandi glaciazioni si siano avute contemporaneamente in tutto il pianeta.
 

Nebulose spaziali

Qualcuno ha avanzato l'ipotesi che tra Sole e Terra si siano interposte delle nebulose di tale densità da ridurre l'intensità delle radiazioni, con conseguenti abbassamenti delle temperature. Con tali ipotesi si spiegherebbe la contemporaneità delle glaciazioni in tutto il globo e la loro non periodicità nel manifestarsi. Purtroppo non vi è modo di dimostrare che il fenomeno sia effettivamente accaduto più volte nella vita della Terra.

 

Distribuzione delle terre emerse più importante

La forma e la disposizione dei continenti influenzano le correnti marine e la circolazione delle masse d’aria, a loro volta responsabili degli scambi del calore su tutto il pianeta. La tettonica delle placche, quindi, esercita un ruolo importantissimo nell’innescare modificazioni climatiche. Le glaciazioni quaternarie, in particolare, secondo le più recenti teorie sarebbero state innescate dalla separazione dei continenti, in particolare dal distacco dell’Antartide, e dalla conseguente stabilizzazione della corrente circumantartica, che impedisce scambi di calore con le più calde zone equatoriali e tropicali.

Come si vede le ipotesi sono tante e di diversa natura, ma nessuna soddisfa alla domanda sui motivi che hanno regolato l'esistenza delle varie glaciazioni.
Probabilmente, come in tanti campi della fisica terrestre inclusa la meteorologia, le cause potrebbero essere diverse e interdipendenti. Il sapere il perché di tanti fenomeni permetterebbe anche di formulare delle previsioni a medio e lungo termine, cominciando dalla meteorologia, che non ci consente, nonostante il monitoraggio continuo di tanti decenni, di far delle previsioni oltre i tre giorni.

 

 

CEIFAN
Centro di Indagine sui Fenomeni Anomali
diretto dal
Servizio Antibufala

http://ceifan.org