Nuove ricerche indicano che le glaciazioni del Pleistocene Tardivo sono state terminate dall'inclinazione dell'asse terrestre piuttosto che dall'eccentricità orbitale.

28 agosto 2023 funzione

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di Hannah Bird, Phys.org

La ciclicità glaciale della Terra è stata spesso considerata su scala temporale di 100.000 anni, in particolare per il tardo Pleistocene (~11.700 - 129.000 anni fa), alternandosi tra periodi di estensi ghiacciai polari e montani, a periodi interglaciali più caldi in cui i ghiacciai si ritiravano, con conseguente aumento del livello del mare. Si ritiene che ciò sia correlato a tre fattori chiave che influenzano la quantità di radiazione solare che raggiunge la Terra dal sole.

Terminati i cicli Milankovitch, l'eccentricità considera la forma dell'orbita terrestre che cambia da circolare a più ellittica su scala temporale di 100.000 anni, mentre l'obliquità si riferisce all'oscillazione variabile dell'asse del pianeta tra 22,1 e 24,5 gradi su 41.000 anni (contribuendo alle stagioni) e la precessione, che in termini semplici è la direzione in cui l'asse terrestre è puntato e può rendere il contrasto tra le stagioni più estremo in un emisfero rispetto all'altro.

Mentre il ciclo dell'eccentricità è stato considerato un fattore principale che guida i cicli glaciali/interglaciali, ricerche più recenti hanno suggerito che potrebbero invece derivare da una serie di cicli di obliquità o precessione (specialmente considerando che la precedente dominava fino a 800.000 anni fa). Per testare questa teoria, Bethany Hobart, una ricercatrice dottorale dell'Università della California, e colleghi hanno modellato gli impatti della terminazione glaciale su cicli di 23.000 e 41.000 anni.

Sono state proposte tre ipotesi in una pubblicazione di Nature Geoscience: 1) precessione forzata dall'eccentricità, in cui i cicli di precessione deboli sono associati ad orbite quasi circolari e quindi l'insolazione estiva che raggiunge la superficie terrestre è bassa, incoraggiando l'accumulo di ghiaccio; 2) glaciazione terminata ogni due o tre cicli di obliquità, quindi circa ogni 100.000 anni; o 3) sia la precessione che l'obliquità hanno guidato il passaggio tra glaciazione e interglaciali.

Il team di ricerca ha concluso che è in realtà il ciclo orbitale più breve, la precessione, che sembra aver avuto il maggior effetto sulla ciclicità glaciale nella storia geologica. Per il tardo Pleistocene, è stata la precessione del nordemisfero durante l'estate a contribuire a un significativo scioglimento dei ghiacciai e all'interrompersi del periodo glaciale.

Queste scoperte si basano sugli isotopi dell'ossigeno (lo stesso elemento con diverse masse atomiche), in cui le condizioni più calde causano l'evaporazione dello ^16O più leggero, lasciando l'acqua arricchita in ^18O più pesante, che viene quindi incorporata nelle conchiglie degli organismi che vivono nell'oceano, come i foraminiferi monocellulari.

I foraminiferi microscopici vengono trovati in carote sedimentarie ottenute dai fondali oceanici, con l'analisi dei registri del tardo Pleistocene che identifica diminuzioni rapide e distinte nelle proporzioni di ^18O/^16O, che indicano cambiamenti nella temperatura delle acque profonde risultanti dalla variazione del volume dei ghiacciai.

La datazione dei cambiamenti orbitali si basava sui record di speleotemi (depositi minerali nelle grotte; le stalattiti di calcite sono un esempio) provenienti dalla Cina, producendo un modello di età per gli ultimi 640.000 anni. Ricerche precedenti hanno stabilito che i cambiamenti climatici nell'Atlantico settentrionale si diffondono rapidamente nelle regioni monsoniche, con la terminazione glaciale che corrisponde a monsoni più deboli, quindi i record degli speleotemi possono essere considerati sincroni ai record dei ghiacci.

Attraverso questo lavoro, il team di ricerca ha identificato nove eventi di terminazione glaciale, di cui i tre contrassegnati da un asterisco rappresentano una terminazione parziale, mentre gli altri passano interamente da condizioni glaciali a interglaciali. I cicli di precessione sono notevolmente diversi tra le terminazioni glaciali, che Hobart e colleghi suggeriscono possano essere spiegati dall'influenza concorrente dell'obliquità, così come dalle dimensioni variabili dei ghiacciai all'inizio di ogni ciclo. Pertanto, calcolano la durata tra i cicli tra 90.400 e 115.500 anni, con i cambiamenti più distinti nella precessione a indicare chiaramente la sensibilità dei ghiacciai del tardo Pleistocene.

Informazioni sulla rivista: Nature Geoscience

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