Sono diversi i metodi per ottenere delle ricostruzioni , più o meno accurate, dei climi del passato. Quello sicuramente più conosciuto è, senza dubbio, l’utilizzo delle carote di ghiaccio (campioni di ghiaccio estratti a diverse profondità), in zone remote del Pianeta, come l’Antartide o la Groenlandia, che permette di “ritornare indietro nel tempo” fino a centinaia di migliaia di anni. Questo è possibile grazie al fatto che in questi luoghi il ghiaccio mantiene, nel tempo,  alcune proprietà chimiche del periodo di formazione, proprietà da cui è possibile ottenere informazioni climatiche estremamente indicative. Una pietra miliare della paleoclimatologia fu proprio lo studio di Petit et al. (1999) realizzato da carote di ghiaccio provenienti dalla località di Vostok, nel Polo Sud, da cui furono ricostruite sia le temperature medie globali che le concentrazioni medie di CO2 in atmosfera degli ultimi 400.000 anni.

Altri metodi  vedono l’utilizzo degli anelli degli alberi, dei pollini, dei sedimenti, delle stalattiti e stalagmiti, per citarne solo alcuni, a cui si aggiungono dati storici, provenienti da studi di ricerca bibliografica. Se negli anni ’90 queste ricostruzioni, a carattere globale, erano ancora pionieristiche (ricordiamo su tutti il tanto criticato, spesso a sproposito, lavoro di Mann et al. (1999), diverse sono oggi le ricostruzioni di temperatura medie terrestre.

In questo contesto può essere interessante raccontare, brevemente, di altri metodi alternativi, per una ricostruzione, anche se parziale e superficiale, del clima passato, sia su scala regionale, che globale. Un esempio su tutti è l’utilizzo di bioindicatori climatici fossili, ovvero di organismi fossili che, con la loro presenza all’interno di una “struttura” geologica ben definita, permettono di identificare la fase climatica del periodo in cui sono vissuti. E’ proprio di questo che mi sono occupato nella mia tesi di Geologia Ambientale durante gli studi universitari, nel tentativo, spero riuscito, di approfondire e valorizzare un sito geologico molto interessante per la zona in cui vivo, il Salento.

E’ incredibile come da pochi elementi visivi sia possibile capire, o quantomeno intuire, parte della storia geologica e climatica di un territorio; è il fascino delle Scienze della Terra. E allora proviamo a ricostruire, proprio in base a quei pochi elementi osservati, informazioni utili a darci delle indicazioni climatiche sia a livello locale che globale e vediamo successivamente di integrarle con gli studi già esistenti per ottenere eventuali conferme o smentite. Prendiamo ad esempio proprio il sito sopra citato.

Questo sito si trova nei pressi di Gallipoli, sulla costa a nord della città, in una zona caratterizzata da terrazzi marini (vedremo tra poco il loro significato geologico)ben evidenti e da tantissime conchiglie fossili di organismi vissuti migliaia di anni fa. Tra queste risaltano alcune in particolare, caratterizzate da una forma robusta con spira bassa e un ultimo giro molto sviluppato. Sono i resti fossili di un particolare gasteropode marino, dal nome curioso, lo Strombus bubonius, una specie che ha abitato il Mediterraneo in diversi periodi geologici. La sua particolarità è quella di essere un importante indicatore climatico. Si trova, come fossile,  lungo le coste del Mediterraneo occidentale e, insieme ad altri fossili (vedi ad esempio il Conus  testudinarius), rappresenta un gruppo di cosiddetti “ospiti caldi” facenti parte della fauna senegalese. Senegalese perché, attualmente, vivono lungo le coste dell’Africa centro-occidentale. La presenza di questo fossile ci fa capire, in sostanza, che il periodo in cui questi organismi sono vissuti lungo le coste salentine e di tutto il Mediterraneo occidentale era caratterizzato da condizioni climatiche quasi tropicali, tipiche dell’areale (area all’interno della quale vive una specie) del gasteropode. Quindi condizioni climatiche più calde delle attuali.

Rimane da capire a quando risale questo periodo. Per fortuna esistono metodi che permettono la datazione dei fossili, quali quello radiometrico e l’epimerizzazione degli aminoacidi. Secondo tali metodi i fossili del sito risalgono a circa 115-120 mila anni fa, ovvero al culmine dell’ultimo periodo interglaciale, meglio conosciuto come Eemiano o Tirreniano. Quando le temperature medie sia locali che globali (come diverse ricostruzioni confermano) erano più calde rispetto, perfino, al culmine dell’attuale periodo interglaciale (circa 7000 anni fa).

La semplice osservazione e il riconoscimento degli organismi fossili ci ha permesso una prima considerazione: quel piano geologico, caratterizzato dalla presenza del gasteropode, ha riguardato un periodo caldo, più caldo dell’attuale. I metodi chimico-fisici ci hanno permesso di ottenere una datazione precisa.

L’osservazione attenta del sito ci permette poi ulteriori considerazioni, altrettanto interessanti da un punto di vista geologico e climatico. Sono ben evidenziabili dei terrazzi marini, ovvero delle strutture geologiche frutto dell’azione combinata di due processi: le variazioni del livello del mare (di oltre il centinaio di metri se consideriamo i passaggi da periodi glaciali ad interglaciali) e l’attività tettonica che determina l’abbassamento o l’innalzamento della superficie terrestre.

Fonte: Wikipedia

La presenza, ad esempio, di più terrazzi ad altezze diverse (anche di qualche centinaio di metri) ci indica che quell’area (vedi punta meridionale della Calabria) è in sollevamento ed è possibile calcolarne la velocità. Nel nostro caso, nel Salento, l’attività tettonica è stata quasi insignificante negli ultimi 130000 anni, motivo per cui troviamo la presenza di un singolo terrazzo marino, che non è altro che l’effetto geomorfologico di una variazione di natura glacio-eustatica (ovvero variazione del livello del mare dovuta all’alternarsi tra fase glaciale e fase interglaciale).Sulla sommità del terrazzo marino (lì dove sorgeva la vecchia spiaggia), troviamo la presenza dei nostri organismi fossili. L’altezza del terrazzo marino ci da così un’indicazione del livello del mare in quel periodo. Ovvero 4-5 metri superiore a quello attuale. E questo in perfetta sintonia con le temperature medie più alte (evidenziate dalla presenza dello S.bubonius) che abbiamo ricostruito in precedenza e con le ricostruzioni storiche a scala globale del livello medio del mare, che gli scienziati hanno prodotti negli anni.

Fonte: Van Daele et al. 2011

In conclusione, abbiamo visto come da pochi elementi (fossili e strutture geologiche particolari) e informazioni (datazione dei fossili), è stato possibile ricostruire una semplice storia climatica di migliaia di anni  di un territorio e ottenere comunque alcune indicazioni su scala globale. La paleoclimatologia ha fatto passi da gigante nell’ultimo decennio, ma è sempre affascinante verificare personalmente studi e conoscenze,  anche attraverso piccole e semplici azioni di osservazione.

Flavio Scolari.

Variazioni di alcuni parametri astronomici terrestri, noti anche come cicli di Milankovitch:

-L’inclinazione assiale, è l’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano perpendicolare dell’orbita terrestre ed è soggetta a variazioni periodiche nell’arco di circa 40000 anni di 2,4°, passando da un minimo di 22, 1° a un massimo di 24,5°, ossi l’asse è inclinato a 23,4°.

Un aumento dell’inclinazione assiale, comporta a effetti maggiori alle alte latitudini, la radiazione solare annua tende ad aumentare alle alte latitudini e tende a diminuire alle basse latitudini, aumenta l’entità delle stagioni alle alte latitudini, viceversa una diminuzione dell’inclinazione assiale, favorisce un aumento della radiazione solare annua alle basse latitudini ed una diminuzione alle alte latitudini, diminuisce l’entità delle stagioni alle alte latitudini.

-La precessione degli equinozi è indotto da un moto giroscopico dell’asse terrestre (simile ad una trottola) con un andamento ciclico di circa 26000 anni e prodotto dall’influenza delle maree indotte sia dal sole che dalla luna, di conseguenza definisce la direzione dell’asse terrestre rispetto al sole nei periodi in cui incorrono tra l’afelio e il perelio.

Tra circa 13000 anni la stella di riferimento per il polo Nord, non sarà più la stella Polare, ma bensì la stella Vega, ma sopratutto sarà l’emisfero Boreale ad essere più vicino al sole durante l’estate, mentre oggi il perelio coincide con l’estate Australe e l’inverno Boreale.

-L’eccentricità dell’orbita terrestre è la misura di discostamento da un orbita elittica ad un orbita circolare (o quasi), l’orbita terrestre presenta variazioni cicliche dalla durata di circa 100000 anni da qui un orbita di massima eccentricità (0,058) si alterna un orbita poco eccentrica (0,005), l’eccentricità attuale è di 0,017, variazioni cicliche dell’eccentricità dell’orbita terrestre, le si riscontrano anche prendendo in considerazione un lasso di tempo di circa 400000 anni.

Queste fluttuazioni dell’orbita terrestre sono indotte dal fatto che la terra non è l’unico pianeta del sistema solare, posti a confini più esterni del sistema solare vi è la presenza di grossi pianeti (sopratutto Giove e Saturno) che coi il loro moto di rivoluzione intorno al sole, influiscono sul moto di rivoluzione della terra per ovvi motivi gravitazionali.

Con un’orbita più eccentrica, si ha una maggior differenza della radiazione solare tra l’afelio e il perelio e una maggior differenza della durata, l’afelio dura di più rispetto al perelio, di conseguenza tende ad aumentare l’entità delle stagioni, sopratutto nell’emisfero posto al perelio quanto incorre l’estate e l’afelio quando incorre l’inverno.

Con un orbita poco eccentrica, queste differenze tendono a diminuire.

Cicli di Milankovitch influiscono sulla radiazione solare media, sull’entità e la durata delle stagioni e sulla radiazione solare tra le diverse latitudini e tra i 2 emisferi.

Anche l’attività solare influisce seppur in lieve misura sulla quantità di radiazione emessa dalla nostra stella, tuttavia il sistema climatico risulta essere molto sensibile a seppur minime variazioni dell’insolazione media ricevuta dalla nostra stella, in sostanza l’atmosfera e gli oceani, amplificano l’effetto indotto da una piccola variazione della radiazione solare con vari fattori di retroazione (noti come fattori di Feedback positivi o negativi), in grado anch’essi di agire anche in maniera significativa, sul bilancio radiativo.

Talora si tende a pensare che anche la presenza di pulviscolo interplanetario possa aver in passato favorito una diminuzione della radiazione solare in grado di raggiungere la superficie terrestre, tuttavia per quanto possa essere una teoria fattibile, non è mai stata dimostrata.

Un altro fattore sicuramente molto importante, benchè in tempi relativamente ristretti (solitamente 2-3 anni dopo l’evento) è rappresentato dalle eruzioni vulcaniche di tipo esplosivo in grado di emettere ingenti quantità di ceneri e anidride solforica nella troposfera e a maggior effetto quelle che riescono a penetrare all’interno della stratosfera, essendo quest’ultimo uno strato non soggetto a moti convettivi (stratificato).

La sospensione delle particelle vulcaniche possono schermare la radiazione solare che raggiunge la superficie (effetto albedo), di conseguenza hanno un effetto di raffreddamento all’interno della troposfera, diversamente le particelle di anidride solforica, pur schermando anch’esse gli strati sottostanti dalla radiazione solare, ne assorbono a tal punto da avere un maggior effetto di riscaldamento all’interno della stratosfera, sono gas molto “nocivi” per l’ozonosfera, in quanto intaccato per ulteriori processi chimici le particelle di ozono in maniera ancor più efficace del clorurofluorocarburi (CFC), ritenuti principali responsabili della formazione del buco dell’ozono di alcuni anni fa.

L’influenza sul clima delle nubi, oggi è ancora oggetto di studio, tuttavia è noto che l’effetto della copertura nuvolosa sulla radiazione solare che raggiunge dalla superficie, dipenda dall’altezza e dal tipo di nubi, ad esempio nubi poste a quote medio-basse (stratocumuli), hanno un maggior effetto di riflettere la radiazione solare incidente verso lo spazio (effetto albero), viceversa nubi poste a quote medio-alte (cirriformi) hanno un basso potere riflettente nei contronti della radiazione solare, ma in compenso hanno una maggior capacità di trattenere all’interno della troposfera, il calore rilasciaro dalla superficie terrestre.

Sembra che la copertura nuvolosa sia influenzata almeno in parte dall’attività solare, sia per mezzo di una maggior o minor concentrazione del vapore acqueo nell’atmosfera, sia attraverso l’interazione del vento solare (Eliosfera) con i raggi cosmici, anch’essi in grado di costituire nuclei di condensazione del vapore acqueo sopratutto nella medio-bassa traposfera.

La copertura nevosa, l’estensione delle calotte ghiacciate, gli oceani e la vegetazione sono tutti fattori che costituiscono all’effetto albedo sulla superficie terrestre, ossia la capacità di riflessione della radiazione solare incidente da parte della superficie terrestre.

Ricordo che le superfici ghiacciate e sopratutto innevate, riflettono fino al 90% della radiazione solare incidente.

Anche una diminuzione della vegetazione favorisce un aumento dell’effetto albedo, poichè le foreste hanno un elevato potere assorbente della radiazione luminosa (tramite la fotosintesi, riflessioni multiple del fogliame), dato anche i colori relativamente scuri della vegetazione, solitamente una foresta di conifere riflette fino al 9% della radiazione solare indicente, per la vegetazione a latifoglie varia dal genere di pianta.

Di conseguenza, la maggior presenza di terre prive di vegetazione, amplifica l’effetto albedo anche in aree prive di nevi perenni:

i deserti riflettono fino al 25% della radiazione solare indicente, un prato ne riflette circa il 20% mentre un’area di cespugli a bassi fusti circa il 14%.

Gli oceani riflettono appena il 3,5% della radiazione solare incidente, preservando un’effetto albedo bassissimo.

Fattori che influiscono sulla dispersione termica dalla superficie terrestre:

Essenzialmente il calore ceduto verso lo spazio esterno dalla superficie terrestre, viene in parte trattenuto dall’atmosfera e riemesso verso la superficie, sopratutto per mezzo dei gas a effetto serra, i più noti sono il vapore acqueo (H2O), l’anidride carbonica (CO2) e il metano (CH4), altri gas a effetto serra meno noti ma pur sempre presenti seppur in minor misura sono il protossio di azoto (N2O), l’ozono (O3), quest’ultimo sopratutto presente all’interno della stratosfera ed altri gas alocarburi, si tratta di gas a effetto serra presenti in piccolissime quantità ma con un potenziale di riscaldare l’atmosfera da 3.000 a 13.000 volte superiore della CO2 e la loro presenza è prevalentemente attribiuta alle attività umane, i più noti sono gli clorofluorocarburi (CFC), gli idroclorofluorocarburi (HCFC), e gli idrofluorocarburi (HFC).

Come già specificato anche il vapore acqueo è un gas a effetto serra con una capacità di trattenere calore emesso dalla superficie terrestre, molto maggior rispetto alla CO2, tuttavia il tempo di pemanenza in atmosfera è molto inferiore e varia in funzione alle temperature per mezzo dell’evaporazione e delle precipitazioni, mentre il CO2 ha tempi di permanenza in atmosfera stimato tra i 50 e i 200 anni circa.

L’aria più è calda più può contenere maggiori quantità di vapore acqueo, ne consegue che con un clima più caldo, aumenti la concentrazione di vapore acqueo in atmosfera, di conseguenza questo contribuisce come fattore di retroazione positivo ad incrementare il processo in corso, allo stesso tempo però, un aumento della concentrazione di vapore acqueo, aumenta la formazione di nubi e le precipitazioni, in questo senso il vapore acqueo interagisce come fattore di retroazione negativo, ossia tende ad allentare il cambiamento climatico in corso.

Altri gas a effetto serra, tra qui l’anidride carbonica e il metano, possono anch’essi variare in funzione alle temperature, in particolar modo con temperature più elevate aumenta il ciclo del carbonio tra la biosfera e l’atmosfera, come pure tra gli oceani e l’atmosfera contribuendo in tal senso ad amplificare l’effetto di riscaldamento climatico, pur considerando che grosse variazioni della concentrazione di questi gas, possono risultare determinanti sull’andamento climatico e come già specificato, le sorti climatiche del pianeta sono dipendute molto dalla presenza dei gas a effetto serra, in assenza di questi gas la vita stessa probabilmente non sarebbe stata possibile.

Altri fattori, sopratutto geologici, invece agiscono sulla concentrazione del CO2 come effetto di retroazione nagativo ad una variazione climatica, ad esempio l’aumento di CO2 che contribuisce a riscaldare il clima, con un aumento delle temperature la vita vegerate (radici delle piante, batteri, licheni ed altri organismi) accellera il processo di erosione delle rocce, il CO2 a contatto con certi tipi di roccia degrada e i carbonati prodotti dalla degradazione dell’anidride carbonica, vengono trasportati dai corsi fluviali verso gli oceani, dove in presenza di calcio, forma il carbonato di calcio.

Grazie alla bassa solubilità del carbonato di calcio e all’azione di molti organismi marini, l’oceano rimuove per mezzo dell’erosione di alcune rocce anidride carbonica dall’atmosfera, che si deposita come carbonato nei fondali oceanici, i lentissimi movimenti di subduzione riportano il carbonio nei sedimenti della crosta terrestre, da qui tornerà nell’atmosfera attraverso le eruzioni vulcaniche.

Ma come funziona l’effetto serra atmosferico?

In sostanza e detto in maniera semplicistica ma che sia comprensibile, le particelle sono composte da un certo numero di neutroni, protoni ed elettroni, allo stato neutro hanno lo stesso numero di queste componenti, se la particella perde un protone o un elettrone, diventa elettricamente carico.

Gli elettroni ruotano intorno al proprio nucleo comporto da protoni e neutroni, un pò come avviene all’interno di un sistema solare dove i pianeti ruotano intorno al sole.

Tuttavia le orbite degli elettroni non sono stabili e possono variare sui cosidetti piani energetici, questo può accadere quando ad esempio una particella interagisce con un fotone, l’assorbimento di energia da parte di una particella porta ad un diverso livello energetico degli elettroni che ruotano intorno al nucleo dell’atomo.

Il rilascio dell’energia acquisita da parte dell’atomo, comporta ad un abbassamento dei livelli energetici della particella.

In sostanza le particelle di CO2 o di altri gas in grado di interagire con una radiazione elettromagnetica avente una lunghezza di 15 micron si comportano allo stesso modo, in pratica la radiazione termica rilasciata dalla superficie terrestre in forma di radiazione infrarossa, viene in parte assorbita da alcune particelle che vengono in tal modo “eccitate” lungo i piani energetici, il rilascio di energia acquisita da parte delle particelle per ritornare allo stato “normale”, viene ridispersa nell’atmosfera e verso la superficie terrestre.

In sostanza l’effetto serra è un elemento fondamentale e nel mantenere un bilancio radiativo, di conseguenza risulta fondamentale per l’aspetto climatico.

La diversa capacità di assorbimento e dispersione termica tra oceani e continenti è un altro fattore fondamentale per la climatologia, da non sottovalutare il fatto che le terre emerse assorbono calore molto più velocemente rispetto agli oceani, ma lo rilasciano altrettanto facilmente, mentre gli oceani rilasciano molto più lentamente il calore accumulato.

Questo determina il fatto che gli oceani godono di minori escursioni termiche tra le diverse stagioni, come pure tra le ore notturne e quelle diurne, mentre la terraferma presenta escursioni termiche molto maggiori, sia tra le diverse stagioni, sia tra le ore notturne e quelle diurne.

Ovviamente vi sono alcuni altri fattori che possono incidere sul clima, benchè incidano sul bilancio radiativo solo indirettamente, ad ogni caso una variazione climatica, indipendentemente da quale essa sia (locale o globale) e indipendentemente dal lasso di tempo preso in questione, è l’espressione diretta di una variazione del bilancio radiativo.

Influenza dei gas ad effetto serra sul clima:

Resta un dato di fatto che una forzante climatica influisce sull’andamento termico globale al di là del fatto che ogniuno possa avere una propria idea rispettabile delle attuali variazioni climatiche, i dati restano un dato di fatto e con esso anche il processo di scioglimento dei ghiacciai che è sotto gli occhi di tutti, anche dei più profani, oggigiorno la variazione del bilancio radiativo terrestre e di conseguenza l’aumento delle temperature globali che serve all’atmosfera per riequilibrare tale bilancio, è rappresentata dal CO2 qui costituisce circa un aumento di 2W (media globale quotidiana al metro quadrato) mentre altri gas ad effetto serra, tra qui i più importanti i CH4, O3 troposferico e H2O, di un ulteriore 1W per un totale di circa 3W dal 1750 al 2000.

Se poco prima della PEG che comunque faceva parte di un periodo interglaciale, le concentrazioni medie di CO2 erano di 280 ppm, nel 2000 sono aumentate a 370 ppm per arrivare a 393 ppm nel 2010.

Da un periodo glaciale a un periodo glaciale le variazioni medie del bilancio radiativo sono dell’ordine dei 6,5W, variazioni indotte da importanti fattori di retroazione (feedback) positivi che si manifestano in maniera non immediata, ma bensì in tempi piuttosto lunghi.

Basti pensare che dall’inizio della rivoluzione industriale, alcuni importanti fattori di feedback positivi, hanno cominciato a manifestarsi solo ora con lo scioglimento sempre più evidente dei ghiacciai e lo scioglimento del permafrost alle alte latitudini, altri fattori di feedback positivi e negativi subentrano quasi istantaneamente, come la variazione delle concentrazioni del vapore acqueo a seconda della variazione termica, dato che con temperature sempre più elevate, mediamente si possono avere concentrazioni di vapore acqueo nell’atmosfera sempre maggiori, e il vapore acqueo malgrado abbia tempo di permanenza inferiori e sia una causa conseguente ad una variazione termica, è anch’esso un potente gas ad effetto serra, dunque si comporta come un’immediato effetto di feedback positivo.

Il CO2 ha sempre avuto un ruolo fondamentale nelle variazioni climatiche sia nel breve che nel lungo termine, in tempi geologici è stato tra i fattori più determinanti.

Per quanto concerne l’alternarsi di glaciazioni a periodi interglaciali, variazioni della composizione chimica non possono essere visti come fattori scetenenti, ma piuttosto come importanti fattori di feedback, in genere i processi che portano all’innesco di una glaciazione o un sucessivo disgelo, sono variazioni dei parametri astronomici descritti dai cicli di Milankovitch.

La variazione dell’inclinazione assiale e dell’eccentricità dell’orbita terrestre non porta a variazioni significative della radiazione solare media annua a livello globale, ma bensì ad una variazione della radiazione solare distribuita diversamente tra le diverse stagioni e le diverse latitudini, inverni tendenzialmente più miti ed estati tendenzialmente più fresche alle alte latitudini sembrano favorire un aumento delle calotte polari, tali variazioni sono comunque dell’ordine di circa 1W dunque molto inferiori, ma che manifesta in termini di tempo molto grandi.

Importanti fattori che influenzano più profondamente il ciclo delle glaciazioni sono determinati da alcuni fattori di feedback ad effetto non immediato, come la copertura dei ghiacci, delle nevi e della vegetazione sulla superficie terrestre (effetto albedo) e variazioni della concentrazione dei gas ad effetto serra (CO2, CH4), si tratta di variazioni che prima dell’era industriale seguivano una variazione climatica, ma che ne amplificarono gli effetti a tal punto da essere ritenuti le principali cause della variazione climatica stessa, basti pensare che una variazione dell’effetto albedo terrestre comportava a variazioni del bilancio radiativo terrestre dell’ordine medio dei 3,5W al quale si aggiungeva una variazione media di 3W indotta da una variazione delle concentrazioni di alcuni gas ad effetto serra, sopratutto CO2 e CH4, per un totale di una variazione media di 6,5W indotti dai soli fattori di feedback, che di gran lunga superavano gli effetti indotti sul bilancio radiativo terrestre, dai fattori scatenenti una variazione climatica, qui appunto i cicli di Milankovitch.

Per comprendere quanto la nostra atmosfera sia sensibile ad una variazione del bilancio radiativo, basti pensare che una variazione di soli 6,5W ha comportato una variazione termica di oltre 5°C su scala globale dall’ultimo massimo glaciale all’attuale fase interglaciale, dunque una variazione avvenuta in decine di migliaia di anni, generalmente la terra riceve in media 240W quotidiani per metro quadrato.

Come detto sopra oggigiorno il bilancio radiativo è aumentato di 3W nell’arco di pochi centenni e sopratutto negli ultimi decenni.

Osservando i parametri astronomici ossia i cicli di Milakovitch che descrivono l’alternarsi dei periodi glaciali, ora dovremmo andare in contro ad una glaciazione, poichè abbiamo una bassa eccentricità dell’orbita terrestre e l’inclinazione assiale gradualmente tende a diminuire, tuttavia evidentemente non è così, oggigiorno il CO2 e il CH4 si comportano sia come forzante che come fattore di feedback, se da un lato l’aumento esponenziale (per il breve lasso di tempo preso in questione) dei gas serra stanno favorendo una variazione climatica, il riscaldamento climatico inevitabilmente sta comportando il subentrare di ulteriori effetti di feedback positivi, oltre alla diminuzione dell’effetto albedo, dovuto alla diversa copertura dei ghiacci, delle nevi e della vegetazione, lo scioglimento del permafrost favorirà il rilascio di CO2 e CH4 nell’atmosfera incrementando in tal senso quella che è una variazione climatica già in corso.

In genere il disgelo si manifestava molto più rapidamente di un processo di glaciazione, basti pensare che 20000 anni fa il livello medio del mare era 110 metri inferiore rispetto a quello attuale, il livello del mare durante il disgelo crebbe di 4-5 metri ogni secolo, ossia 1 metro ogni 20-25 anni, viceversa per avere un aumento dei ghiacciai occorreva un progressivo accumulo delle nevi nell’arco di moltissime migliaia di anni, salvo rare occasioni, quando in seguito a variazioni morfologiche la circolazione atmosferica subì importanti modifiche apportando abbondanti e continue precipitazioni nevose in aree relativamente fredde.

Altri fattori di feedback positivo il diverso spessore della coltre di ghiaccio, uno scioglimento dei ghiacciai non cominciava dalla sommità poichè quest’ultima posta solitamente a 2-3 km di altezza, ben sopra lo zero termico, ma bensì cominciava dalla base, il sucessivo disgradamento e abbassamento delle sommità (dove faceva più caldo) favoriva un accellerazione dello scioglimento anche dalla sommità.

Un fattore di feedback negativo istantaneo invece sono le precipitazioni, in presenza di un riscaldamento climatico, quest’ultime tendono gradualmente ad aumentare, anche alle alte latitudini.

Vi sono invece fattori che possono rimuovere CO2 dall’atmosfera comportandosi come fattore di feedback negativi, con processi “rapidi” dalla durata di alcuni anni o pochi decenni, fino ad arrivare a processi molto lunghi dalla durata di centinaia di migliaia di anni.

I processi più brevi dalla durata di alcuni anni o tuttalpiù di pochi decenni in grado di ridurre CO2 dall’atmosfera, sono rappresentati dal ciclo del Carbonio nell’ecosistema, ossia il ciclo biologico della fotosintesi e quello del discioglimento del CO2 sulla superficie degli oceani.

Un altro processo in grado di rimuovere CO2 dall’atmosfera, ma che si manifesta nell’arco dei secoli o addirittura dei millenni, è rappresentato dal fatto che il CO2 si dissolve nelle profondità dei fondali marini come sedimenti benchè questo si possa saturare.

Un ciclo che veramente può rimuovere definitivamente il CO2 dall’atmosfera, ma che si manifesta in tempi lunghissini dalla durata di centinaia di migliaia di anni, è indotto dall’aumento dell’erosione dei silicati in corrispondenza all’aumento delle temperature atmosferiche, l’erosione dei silicati trasporta CO2 nelle profondità del mantello terrestre, per poi essere riemesso nell’atmosfera attraverso le eruzioni vulcaniche in un ciclo di lunghissima durata, tale processo sarebbe la causa del rapido (in termini di tempo geologici) raffreddamento climatico avvenuto a cominciare dai 35,5 milioni di anni fa.

Un altro fattore di feedback oggi negativo sono le concentrazioni di polveri sottili, nella maggioranza dei casi quest’ultimi hanno un maggior effetto raffreddante del clima, benchè vi siano alcuni tipi di polveri, oggi ancora emesse in atmosfera (Black Carbon) che aumentano l’assorbimento di calore del sole, in ogni caso tali polveri indipendentemente dall’effetto che hanno sul clima, risultano essere dannose per la salute dell’essere umano.

Durante i processi di cambiamenti climatici in passato, le polveri in atmosfera aumentarono durante le fase di raffreddamento climatico data probabilmente la maggior intensità dei venti e le minori precipitazioni e diminuivano durante le fasi di riscaldamento, comportandosi di fatto come una sorta di feedback positivo.

Il comportanto delle nubi invece non è ancora compreso a pieno, molto dipenderebbe dalla tipologia e dall’altezza di quest’ultime, anche se di fatto l’inalzamento medio del limite di saturazione del vapore acqueo, sembra sfarorire la formazione di nubi più basse, qui presentano il maggior effetto albedo e dunque raffreddante, di conseguenza sembrano comportarsi piuttosto come effetto di feedback positivo.

Vi sono altri fattori più casuali e spontanei che si comportano come forzante sul bilancio radiativo terrestre, come ad esempio eruzioni vulcaniche o impatti cometali, in questi ultimi casi gli effetti sono piuttosto brevi nel tempo, tuttalpiù di pochi anni, dunque non rientrano negli schemi climatici multidecennali a meno che non vi siano numerose eruzioni vulcaniche anche importanti nell’arco di alcuni secoli come avvenne durante la PEG

Ma cosa accadrà in futuro, se continueremo a emettere CO2 con gli stessi ritmi di quelli attuali, è stato calcolato che entro il 2050 raggiungeremo i 750 ppm, le temperature globali aumentereranno anche di oltre 2°C, i mari aumenteranno rapidamente e le calotte polari tenderanno a scomparire, se continuassimo a emettere CO2 con i ritmi attuali ma non emetteremmo più gli altri gas ad effetto serra, il problema si ridurrebbe del 45%, se da ora riducessimo fortemente l’emissione di tutti i gas a effetto serra in atmosfera, il clima si riscalderebbe ancora per qualche decennio, si tratterebbe comunque di un aumento di al massimo 1°C senza ripercussioni troppo evidenti sul clima e sull’ambiente globale.

Flavio Scolari.

L’anno scorso girava la notizia della fuoriuscita di lava dal sottosuolo il che preannunciava un’eruzione a breve scadenza, successivamente si stabili la non veriticità della notizia allarmistica, se realmente un’eruzione tale possa essere anticipata con l’emissione di lava dal sottosuolo questo nessuno può saperlo, di per sè è risaputo che una caldera di un Supervulcano si presenta come una sorta di pentola a pressione, dove la pressione aumenta fintanto che non raggiunge un punto critico in grado di far innescare un’eruzione di colossali dimensioni. Gli effetti sarebbero di enorme portata, qualcosa come 8000 chilometri cubi di ceneri e materiali piroclastici verrebbero sparate nell’atmosfera distruggendo ogni forma di vita nell’area di centinaia di chilometri dal vulcano. Tutto il Nord America risentirebbe della caduta di almeno 1 centimetro di cenere, le condizioni climatiche e ambientali cambierebbero drasticamente in tutto il mondo, considera che l’eruzione del Supervulcano Lago Toba, paragonabile allo Yellowstone, comportò un calo delle temperature globali di oltre 5°C portando molte speci viventi, essere umani compresi, sull’orlo di un’estinzione, dovremmo insomma fare i conti con un lungo inverno vulcanico o addirittura una breve glaciazione, dalla durata di diverse decine di anni. Quando esplode un supervulcano gli effetti sono paragonabili ad un’impatto cometale di grosse dimensioni (dal diametro di alcune decine di chilometri). Una futura eruzione dello Yellowstone non credo sia in grado di portare la nostra specie all’estinzione e qui probabilmente non avremmo pesanti conseguenze dirette all’eruzione stessa, tuttavia con gli effetti secondari indotti sul clima, ne risentirebbe il nostro stile di vita. Fare inutile allarmismo e dare per scontato proiezioni apocalittiche è sbagliato, tuttavia trovo altrettanto sbagliato non tenere affatto in considerazione questa eventualità.

Aggiornamento riguardo alla situazione in Islanda:

Anche se certamente non rappresenta una minaccia per l’umanità, in questi giorni resta sotto stretta osservazione l’attività vulcanica in Islanda. Riguardo all’Islanda effettivamente la situazione resta precaria, se si dovesse risvegliare Katla o altri vulcani adiacenti, sicuramente ne risentiremo sul clima sopratutto qui in Europa, difficile tuttavia definire in che misura. In passato eruzioni come quelle del Laki o di Katla comportò ad una ricaduta di ceneri sull’Europa per mesi e in misura ben superiore a quanto avvenuto i giorni scorsi. Basti pensare che quando eruttò Laki le navi dovettero restare in porto in Inghilterra e in diverse altre regioni Nord Europee per i giorni seguenti all’eruzione data la ridotta visibilità dovuta alla presenza di polveri vulcaniche. L’eruzione inizio l’8 giugno del 1783 e terminò a fine gennaio del 1784 e comportò ad un’aumento considerevole delle precipitazioni temporalesche durante i mesi estivi, seguì un’inverno piuttosto rigido e nevoso. Effetti anche più importanti furono dati dall’ultima eruzione del Katla avvenuta nel 1918. Anche in passato le eruzioni del vulcano Eyjafjallajökull anticiparono quelle del Katla avente dimensioni decisamente superiori (5 o 6 volte maggiore) e in grado di emettere eruzioni decisamente più potenti. Fondamentalmente l’Islanda stessa è un’isola di origine vulcanica, si sarebbe formata con il tempo in seguito all’accumulo di materiale fuoriuscito dalle eruzioni vulcaniche.

Ancora oggi l’Islanda è geologicamente un’area molto interessante e molto attiva, presenta tra i più vasti complessi vulcanici attivi al mondo in quanto presenta sopratutto eruzioni di tipo “fessurale”, ossia il fatto che le eruzioni non avvengono solo all’interno di un’unica bocca vulcanica, ma bensì anche attraverso delle spaccature della crosta terrestre che possono originare diverse bocche vulcaniche in un’unico complesso sotterraneo (camera magmatica). Il Laki e il Katla ne sono un classico esempio, entrambi sono circondati da diversi vulcani più piccoli ed apparentemente distinti, ma facenti parte di un’unico complesso vulcanico in quanto nati a seguito di fratture formatesi durante un’eruzione in passato del vulcano principale. Il vulcano Eyjafjallajökull anche in passato ha sempre anticipato il risveglio del vulcano principale non casualmente, ossia Katla che presenta la stessa camera magmatica di Eyjafjallajökull e di altri vulcani secondari. Dunque se ora dovesse realmente entrare in attività un vulcano posto in prossimità del Laki, si potrebbe temere che anche quest’ultimo entri in eruzione a breve distanza nel tempo, proprio come ora si teme per Katla a seguito dell’eruzione del vulcano Eyjafjallajökull, che è ancora in corso.

Marsili, un’altro evento potenzialmente pericoloso:

Marsili, il vulcano che potrebbe innescare Tsunami nel mar Tirreno. Si tratta di un’enorme vulcano attivo posto a circa 150 km dalle coste Campane, è considerato il vulcano più grande d’Europa (ecludendo la caldera del Campo Flegrei) e la base si trova a oltre 3000 metri di profondità, mentre la sommità è posta a 450 metri sotto la superficie del mare. La sua struttura è imponente essendo lunga 70 chilometri e larga 30. Marsili alla base dei risultati fatti da una recente campagna di ricerca condotta da Enzo Boschi, presidente dell’istituto nazionale di geofisica e vulcanologia, risulta essere pericoloso e potrebbe eruttare senza preavviso da un momento all’altro, Enzo Boschi afferma con toni preoccupanti che un’eventuale eruzione del vulcano sottomarino potrebbe creare la caduta di una notevole massa di materiale innescando degli Tsunami che investirebbero le coste del Tirreno, poichè si è potuto constatare che le pareti vulcaniche di Marsili risultano essere molto fragili e dunque facilmente franabili nel caso di un’eruzione. «Il cedimento delle pareti muoverebbe milioni di metri cubi di materiale, che sarebbe capace di generare un’onda di grande potenza. Gli indizi raccolti ora sono precisi ma non si possono fare previsioni. Il rischio è reale e di difficile valutazione » spiega Enzo Boschi. Da precisare che non si conosce a fondo la storia del vulcano Marsili e ancora oggigiorno non esiste un centro di monitoraggio in grado di captare evidenti segnali che possano anticipare un’eruzione di Marsili, tuttavia di recente il vulcano ha lanciato a più riprese segnali allarmanti, l’aumento dell’attività idrotermale e la formazione di una nuova grossa camera magmatica, potrebbero essere fattori che precedono un’imminente risveglio del vulcano, inoltre anche in questo caso si registra un’elevata attività sismica in prossimità dell’area di Marsili.

In attesa del Big One:

Scenziati americani hanno stabilito che entro i prossimi 30 anni si verificherà un’evento sismico di enorme intensità, il tanto temuto Big One lungo la faglia di San Andrea che presenterà un magnitudo di almeno 7,5 gradi della scala Richter, anche se il grande sisma potrebbe raggiungere di molto questi valori. Potrebbe trattarsi di un’evento simile o peggiore a quello che colpì Northridge nel 1994 e che provocò 72 vittime e danni per 25 miliardi di dollari. Gli esperti hanno calcolato che questo si verificherà entro i prossimi 30 anni con una probabilità del 97% nel Sud della California e con una probabilità del 95% nel Nord del Paese. “Abbiamo potuto avanzare questa previsione elaborando tutte le possibili informazioni geologiche e storiche della regione, le caratteristiche di tutte le fratture attive che formano la “Faglia di San Andreas” e i movimenti del suolo che con estrema precisione otteniamo attraverso i satelliti Gps”, spiega Thomas Jordan, direttore del Southern California Earthquake Center. Ad essere maggiormente a rischio è il Sud della California, considerando che è l’area che ha visto una minor frequenza e intensità dei terremoti negli ultimi decenni rispetto alla porzione più Settentrionale che vide l’ultimo grande evento nel 1906 a San Franciasco, mentre l’ultimo evento di grosse proporzioni riguardò il Sud del paese nel 1608 e questo aumenta la probabilità di un nuovo evento. In Italia le previsioni non sono altrettanto confortanti stando ai risultati dell’istituto nazionale di geofisica. “Abbiamo studiato tutte le faglie attive della Penisola, ossia quelle che possono originare terremoti, e il risultato è che, entro trent’anni, tra la Campania Meridionale e la Calabria vi siano le condizioni perché si verifichi un grande terremoto, diciamo superiore al sesto grado della scala Richter” spiega il presidente dell’istituto nazionale di geofisica Enzo Boschi.

Flavio Scolari

Oggi vi sono una miriade di stazioni di rilevamento sparse ai quattro angoli della terra, dalle regioni più remote  alle regioni più popolate. In Svizzera vi sono 800 stazioni di rilevamento sparse su tutto il territorio, dalle pianure alle vette più elevate.

Già dalla seconda metà del 1600, ci si rese conto dell’importanza di creare una rete di raccolta dati, infatti Gianduca di Toscana promose nel 1654 una raccolta dati meteorologici in una serie di località tra le quali Firenze; Varsavia; Parigi; Insbrubruck e altre ancora, tuttavia per varie ragioni l’attività cessò dopo pochi anni, e dovettero passare altri 150 anni circa prima che l’importanza delle reti di rilevamento fossero ancorate definitivamente nella comunità scentifica.

Tuttavia l’utilizzo di dati raccolti per elaborare previsioni meteorologiche richiede tempi di comunicazione piuttosto brevi, cosa che inizialmente i mezzi non permettevano. Solo dopo la seconda metà dell ‘800, grazie all’avvento del telegrafo, i dati potevano essere trasmessi in tempi nettamente inferiori e a regioni sempre più distanti tra loro.

Da quel momento le reti di rilevamento fiorirono rapidamente fino a ricoprire l’intero globo in pochi decenni e, grazie ai mezzi sempre più sofisticati, vennero sempre più perfezionate al fine di poter raccogliere dati sempre più precisi.

Tuttavia fino a pochi decenni anni fà le stazioni di rilevamento e di raccolta dati, rimasero costituite da strumenti manuali, ossia necessitavano della presenza di osservatori/osservatrici che leggessero regolarmente i dati misurati dagli stumenti e li trasmettessero ai rispettivi centri di raccolta dati.

Per questo motivo la diffusione delle stazioni di rilevamento fù limitata alle aree urbane e facilmente accessibili.

L’evoluzione tecnica avvenuta dopo la seconda guerra mondiale permise lo sviluppo di stazioni automatiche, ossia che non necessitavano di un’osservatore che trasmettesse i dati raccolti. Da allora il tutto funziona in maniera automatica. Questo permise successivamente l’installazione di stazioni di rilevamento anche in regioni disabitate e facilmente accessibili, ma meteorologicamente molto interessanti (oceani; deserti; Antartide; Artico;  vette delle montagne; ecc).

Oggi tutti i dati raccolti dalla rete di rilevamento sono accessibili a tutti i paesi del mondo, uno scambio dati meteo-climatici continuo che viene gestito dall’Organizzazione Meteorologica Mondiale per mezzo dellla rete GTS (Global Telecommuncation System) e già molto prima dell’avvento di Internet permise lo scambio dati da un capo all’altro del mondo, anche USA e Unione Sovietica si resero conto di quanto fù indispensabile cooperare in tal senso pur trovandosi in un periodo politico difficile durante la guerra fredda.

Insomma si resero conto entrambi che senza i dati raccolti sul territorio “nemico”, anche le proprie previsioni ne avrebbero risentito fortemente a livelli qualitativi.

Oggi tutti i dati raccolti dalle stazioni di rilevamento vengono trasmessi automaticamente a dei Supercomputer. Si tratta di calcolatori in grado di raccogliere e analizzare tutti i dati raccolti da tutto il mondo e a tutti i levelli dell’atmosfera.

Anche i satelliti (sia polari che geostazionari) oggi costituiscono un interessante ed efficace mezzo per raccogliere  dati meteo-climatici di qualsiasi genere, infatti ogni satellite è in grado di “osservare” l’atmosfera con varie lunghezze d’onda (microonde; infrarosso; visibile) potendo così osservare, analizzare contemporaneamente diversi parametri presenti su superfici molto vaste del globo (es. vapore acqueo; andamento termico; temperatura e altezza delle nubi; copertura nuvolosa; direzione e velocità dei venti; ecc…ecc…, tutto questo lungo tutto il prifilo verticale dell’atmosfera).

Le precipitazioni vengono invece rilevate con delle antenne (Radar).

Inizialmente i Radar furono utilizzati in tempo di guerra per rilevare la presenza di aerei nemici, le precipitazioni all’interno delle nubi costituirono però un ostacolo importante nel monitorare lo spostamento degli aerei poichè tali antenne trasmettono ad una lunghezza d’onda tale, da poter essere riflesse in parte dalla caduta di precipitazioni (neve, pioggia e sopratutto grandine), costituendo in tal modo un certo disturbo nel controllo dei velivoli aerei.

Qualcuno però pensò di fruttare quello che fino a pochi decenni fa poteva rappresentare un ostacolo delle immagini radar, amplificando il segnale di ritorno indotto dalla caduta di precipitazioni al fine di poter monitorare l’intensità e lo spostamento delle precipitazioni all’interno dell’atmosfera.

Oggi anche le immagini radar costituiscono un mezzo molto importante dal quale si possono estrapolare diverse informazioni oltre a quelle inerenti le precipitazioni stesse presenti su una superficie di 150000 chilometri quadrati (raggio dall’antenna di 200 chilometri fino ad un’altezza di 12 chilometri), si può determinare l’intensità e la direzione dei venti presenti alle alte quote, grazie ad immagini riprese in sequenza ogni 5 minuti , oppure la presenza di celle temporalesche, dunque la possibilità di grandine su una determinata area geografica.

In definitiva tutte le informazioni raccolte da tutto il mondo vengono analizzate da dei potenti computer che secondo le condizioni presenti rielaborano quale delle possibili miriadi di evoluzioni risulta la più probabile tenendo in considerazione tutti i parametri meteorologici, il risultato che ne conseguirà sarâ una previsione numerica, al meteorologo spetta il compito di leggere e decifrare la previsione elaborata in automatico apportando eventuali modifiche in corrispondenza alla propria conoscenza delle condizioni meteo-climatiche tipicamente presenti sulla propria regione.

Le previsioni in automatico vengono oggi elaborate in Svizzera su parcelle di territorio dalle dimensioni di 2,2 km, in futuro la tendenza sarà quella di poter elaborare previsioni automatiche su porzioni di territorio sempre più piccole al fine di avere risultati sempre migliori, questo richiederà un numero sempre maggiore di dati, ma dato che non è sempre possibile spargere ovunque stazioni di rilevamento via terra, si cerca sempre più di potenziare quelli che sono i rilevatori che dall’alto “osservano” vaste superfici del globo, ossia i satelliti.

Grazie a rilevatori posti sui satelliti sempre più sofisticati e potenti, si potrà avere in futuro un maggior numero di dati sempre più precisi considerando inoltre che proprio in questi anni sono in corso studi su fattori piuttosto noti (quali ad esempio variazioni dell’altezza degli oceani e variazioni della forza del campo di gravità terrestre), ma del quale ancora non si conoscono bene gli effetti che questi possano comportare sui processi meteo-climatici, il futuro meteorologico riserverà certamente molte sorprese!

Flavio Scolari

Inanzitutto dobbiamo evidenziare il fatto che i supervulcani non sono direttamente visibili dalla superficie del territorio, infatti non hanno la classica struttura a montagna, ma bensì si tratta di un enorme cratere collassato sotto terra, con un’enorme bolla di magma e roccia fusa pronta a saltare in aria con un’enorme eruzione esplosiva.

Questo spiega come mai questa tipologia di vulcani siano difficili da individuare, tuttavia altri vulcani di tali dimensioni sono stati individuati sul pianeta uno dei quali vicino a Napoli noto come Campi Fregrei.

Un altro vulcano di tali proporzioni ed è la caldera del Toba presente in Indonesia, l’ultima sua eruzione avvenne circa 74000 anni fa, secondo gli scenziati provocò un raffreddamento a livello globale di circa 5°C, abbastanza per produrre l’estinzione di molte specie viventi, secondo alcuni scenziati quest’ultima mega eruzione che avvenne fu di tale portata da giungere quasi a spazzare via  ogni specie vivente dalla faccia della terra, uomini compresi.

Oggi è stato calcolato che il vulcano dello Yellowstone erutta ogni circa 600000 anni, l’ultima grossa eruzione avvenne circa 640000 anni fa, dunque nulla escude che in un prossimo futuro l’uomo possa vedere un’eruzioni tra le più colossali che si possano verificare sulla terra, si tratterebbe di un’evento che secondo alcuni scenziati potrebbe verificarsi in un futuro neanche molto lontano, ossia entro il 2074.

Le conseguenze sarebbero di enorme portata, sopratutto a livello climatico e ambientale.

Se il supervulcano dello Yellowstone dovesse eruttare, verrebbe sprigionata un energia paragonabile a quella di un’impatto cometale di grosse proporzioni, migliaia di chilometri cubici di ceneri, gas e roccia verrebbero sparati nell’atmosfera ricadendo in abbondanza per giorni su quasi tutto il Nord America, mentre parte delle ceneri giungerebbero fin sul continente Euro-Asiatico per mezzo della circolaziona atmosferica.

Grossissime quantità di ceneri e polveri raggiungerebbero la stratosfera oscurando il sole per anni sull’intero pianeta, la terra entrerebbe in quello che viene definito il lungo inverno nucleare.

Alcuni esperti temono che in un futuro neanche lontalo il supervulcano potrebbe tornare a eruttare riportando l’umanità e moltissime altre speci viventi sull’orlo dell’estinzione.

Ma come gli scenziati possono prevedere una futura eruzione del supervulcano?

Come detto il supervulcano dello Yellowstone, oltre a quella di un’eventuale impatto cometale, oggi rappresenta forse la principale minaccia per l’umantà poichè è oramai accertato che potrebbe eruttare da un momento all’altro, sia dal unto di vista statistico che strumentale.

Negli ultimi anni le scosse sismiche nella zona vanno intensificandosi mentre la bolla sovrastante la caldera si sta gonfiando a tal punto che il lago dello Yellowstone ha inondato a più riprese aree prima asciutte, tutto questo potrebbe tradursi in un imminente risveglio del supervulcano secondo molti scenziati.

Tuttavia non tutti gli scenziati sono concordi nel corfermare l’evata probabilità che eruzioni di colossale portata possano verificarsi in un prossimo futuro, malgrado vi siano prove geologiche che eruzioni simili si siano già verificate in passato, la presenza di magma “congelato” ossia raffreddatosi nel corso dei millenni, sotto i supervulcani da tempo estinti in Siera Nevada, in Calofornia, fa pensare che le eruzioni più colossali siano molto nettamente meno probabili rispetto a quanto si tenda a pensare.

Oggigiorno la possibilità che si verifichino eventi tanto devastanti come impatti cometali in grado di produrre estinzioni di massa di determinate speci viventi, benchè sia ridotto non risulta mai nullo, basti pensare si conosce con una certa precisione la posizione delle comete periodiche, che dunque hanno una propria orbita che periodicamente rientra all’interno del nostro sistema solare, mentre per la maggior parte delle comete non si può conoscerne l’esatta posizione che mantengono all’esterno del sistema solare e dunque neanche i loro movimenti.

Grazie ad una miglior conoscenza astronomica e storica oggi si è potuto constatare che la terra diviene molto più soggetta ad impatti cometali di grosse proporzioni, in grado di produrre estinzioni di massa con un andamento pressapoco ciclico, infatti è noto che una specie, che sia prevalente o meno sulla terra, ha un tempo di vita limitato nel tempo, un classico esempio lo sono i dinosauri che secondo le teorie più accettate furono estinti da una cometa che 65 milioni di anni fa impatto sulla terra, provocandone appunto l’estinzione di massa, non solo dei dinosauri, ma anche di molte altre specie animali allora esistenti.

Fino ad oggi si è sempre creduto che impatti cometali degni di nota, ossi in grado di produrre grossi sconvolgimenti ambientali, si verificassero ogni 500000-1000000 anni, tuttavia i recenti ritrovamenti geologici impongono una riduzione temporale notevole di tale dato, molti scenziati oggi sono dell’idea che impatti cometali di grosse proporzioni si verifichino mediamente ogni 10000 anni.

Ma come possiamo spiegare il fatto che tali eventi hanno un’andamento ciclico quasi regolare, inanzitutto dobbiamo tenere in considerazione il fatto che come la terra ruota attorno al proprio sole, anche il nostro sistema solare ruota attorno al centro galattico compiendo una rivoluzione completa nell’arco di circa 225-250 milioni di anni.

Ai confini del sistema solare risiede un’immensa nube costituita da miriadi di corpi aventi svariate dimensioni (per approfondimenti vedi il linck sovrastante), alcuni di questi corpi presentano una propria orbita che periodicamente permette il loro passaggio all’interno del sistema solare, molti altri corpi invece presentano orbite non note poste all’esterno del sistema solare.

Il sistema solre spostandosi all’intero della galassia presenta posizioni differenti in corrispondenza ai grossi gruppi spellari posti verso il centro galattico, questo potrebbe influire per mezzo di influenze gravitazionali sulla stabilità delle orbite dei corpi che costituiscono la nube di Oort, questo potrebbe spiegare il fatto che anche il nostro pianeta diviene periodicamente più soggetto ad impatti cometali di grosse proporzioni in grado di produrre estinzioni di massa di molte speci viventi, lasciando talvolta spazio alla nascita di nuove specie animali.

Il fatto che la specie umana abbia potuto svilupparsi fino a rappresentare la specie dominante sul nostro pianeta è stato possibile anche grazie al fatto che la specie dei dinosauri si sia estinta 65 milioni di anni fa a seguito dell’impatto di una cometa avente probabilmente alcune decine di chilometri di diamentro, se ciò non fosse avvenuto, probabilmente noi non saremmo qui o comunque non potremmo presentare certe caratteristiche che in un certo senso ci rendono particolari sul nostro pianeta.

Ma quali effetti produrrebbe realmente un impatto cometale sul nostro pianeta?

Molto dipende appunto dalle dimensioni stesse del corpo impattato, ma andiamo con ordine.

Per una cometa avente alcuni chilometri di diametro gli effetti sarebbero i seguenti:

L’onda d’urto raderebbe al suolo tutto ciò che si trova in un raggio di deverse decine di chilometri dal punto dell’impatto.

L’impatto sarebbe equivalente a decine di bombe atomiche come quelle di Hiroschima e la detonazione innescherebbe molti frammenti incandescenti che verrebbero proiettati a centinaia di chilometri di distanza innescando incendi di grosse proporzioni.

Al suolo resterebbe un cratere di un raggio 10 volte maggiore a quello del diametro della cometa impattata.

Le polveri sollevate foltrerebbero la luce del sole per anni favorendo un raffreddamento del clima che potrebbe sfociare in una piccola glaciazione.

Da considerare anche il luogo dell’impatto, se avvenisse nelle regioni polari, l’effetto principale sarebbe quello di produrre un improvviso e marcato scioglimento dei giacci, le acque dolci che si riverserebbero negli oceani in grosse quantità sarebbero in grado di alterare le correnti oceaniche favorendo così l’innesco di un cambiamento climatico sognificativo.

La nostra specie riuscirebbe a sopravvivere e si adatterebbe forse abbastanza tranquillamente alle possibili nuove condizioni ambientali.

Per una cometa avente alcune decine di chilometri:

Potrebbe equivalere ad un’estinzione di massa di molte specie viventi, incerta la sorte dell’uomo, forse con il suo ingenio potrebbe sopravvivere ma in condizioni ambientali critiche.

Il cratere rilasciato dall’impatto avrebbe un raggio di centinaia di chilometri, foreste a diverse centinaia di chilometri se non addirittura a migliaia di chilometri di distanza dal luogo dell’impatto, verrebbero divorarte dalle fiamme, l’onda d’urto raderebbe al suolo tutto ciò che si trova in un raggio di alcune centinaia di chilometri dal punto dell’impatto.

L’impatto sarebbe equivalente all’esplosione di diverse centinaia di bombe atomiche come quelle che distussero Hiroschima, mentre le immense nubi di polvere sollevata dal suolo oscurerebbero per anni la luce del sole producendo ciì un marcato e improvviso raffreddamento del clima che probabilmente sfocierebbe in un’improvvisa glaciazione.

Il tasso di CO2 tenderebbe ad aumentare in maniera esponenziale a seguito dei vastissimi incendi di foreste che sprigionerebbero immense nubi di fumo, questo potrebbe anche innescare un periodo estremamente caldo a seguito della glaciazione alterando fortemente l’equilibrio climatico nell’arco di diverse centinaia di anni.

Se la cometa impattasse nell’oceano lo tsunami che ne conseguirebbe avrebbe proporzioni colossali con un muro d’acqua alto molte decine se non sddirittura centinaia di metri che avanzando distruggerebbe ogni cosa che incontrerebbe lungo il suo percorso anche a grandissime distanze dalla regione dell’impatto.

È possibile che l’impatto agirebbe anche a livello geologico favorendo o innescando eventi sismici di notevole intensità come pure a livello meteo-climatico, innescando tempeste e uragani particolarmente violenti.

Se ad impattare fosse una cometa avente alcune centinaia di chilometri di diamentro, l’evento si tradurrebbe nello sterminio totale di tutte le forme viventi presenti sulla terra.

Il nostro pianeta cambierebbe radicalmente volto e non ne resterebbe che una palla di roccia incandescente privo di acqua e atmosfera.

Inanzitutto l’impatto inalzerebbe detriti incandescenti a centinaia di chilometri di altezza, che ricadrebbero sul globo fruciando foreste di tutto il mondo.

L’onda d’urto attraverserebe tutto il globo mentre una nube infuocata avanzerebbe fino a permeare tutto il pianeta.

Le temperature superficiali aumenterebbero a diverse centinaia o migliaia di gradi centigradi, le acque dei mari e degli oceani evaporerebbero mentre la nostra atmosfera si disperderebbe in buona parte nello spazio.

Ogni forma vivente dalla più complessa alla più elementare verrebbe totalmente sterminata e del nostro pianeta non ne rimarrebbe che un pianeta desolato avente condizioni ambientali inadatte a poter ospitare la vita.

Fortunatamente i corpi aventi tali dimensioni sono una piccola percentuale all’interno dell’immansa nube di Oort, di conseguenza il rischio che si verifichi un evento di tali proporzioni risulta estremamente basso.

Tuttavia con questo possiamo renderci conto di quanto le condizioni basilari favorevoli allo sviluppo della vita sul nostro pianeta e la vita stessa siano fragili, di quale sia realmente il ruolo della nostra specie su questo fantastico pianeta terra.

Flavio Scolari

La forza di gravità esercitata dal nostro pianeta non è uniforme su tutto il globo, infatti la sua superficie non appare sferica, ma bensì appare ovoidale, allungata lungo l’equatore e leggermente schiacciata ai poli: un fattore infotto dal rapporto tra la forza di gravità esercitata dal nostro pianeta e la forza centrifuga data della rotazione terrestre (maggiore all’equatore e minore ai poli), inoltre la terra presenta piccole variazioni del geoide corrispondenti alla conformazione orografica del territorio, sia sulla terra ferma che sui fondali oceanici.

In presenza di montagne, al suolo grava un peso maggiore e ciò produce una certa influenza per la forza di gravità che tende ad essere maggiore rispetto alle zone pianeggianti, inolte la materia all’interno del nucleo terrestre non è distibuito uniformemente, anche questo fattore comporta piccole variazioni della forza gravitazionale esercitata dal nostro pianeta.

Questo produce una forza gravitazionale che può variare a seconda della regione creando piccole deformazioni sulla superficie terrestre.

Infatti anche il nostro stesso peso non è identico su tutta la superficie della terra, ma bensì presenta piccolissime variazioni che a noi appaiono imperceppibili, ma che sono misurabili, inoltre tali variazioni incidono sul livello del mare, fattore per la quale il livello dell’oceano Indiano è quasi 100 metri più alto rispetto al livello dell’oceano Atlantico.

Lo scopo della missione è quella di raccogliere dato al fine di poter elaborare una mappatura del campo gravitazionale terrestre con una precisione mai raggiunta prima.

Inoltre Goce misurerà con grande precisione il livello del mare, del suolo e dei rilievi montuosi con un margine di errore ridotto a pochi centimetri, da ciò si potrà elaborare le più precise mappature della superficie terrestre.

Avere una mappatura precisa del campo gravitazionale terrestre, servirà molto al fine di comprendere meglio la circolazione oceanica, che come ban sappiamo gioca un ruolo cruciale nella distribuzione del calore alle varie latitudini e dunque è un fattore molto importtante a livello climatico, infatti secondo molti scenziati avere una mappatura del campo gravitazionale aiuterà a comprendere meglio anche il clima.

La forza di gravità è sicuramente una forza fisica fondamentale, senza di essa qualsiasi astro o corpo celeste non potrebbe esistere e dunque neanche la vita stessa, certamente come ogni altra cosa il clima stesso per mezzo dei venti e della circolazione oceanica risente continuamente della forza di gravità, infatti è quella che permette la caduta delle precipitazioni, la discendenza delle masse d’aria fredda all’interno della circolazione dei venti e la discesa delle masse d’acque fredda all’interno della circolazione dei mari e degli oceani.

La missione sarà inoltre un mezzo molto importante al fine di poter comprendere meglio fenomeni di origine geologica come terremoti o eruzioni vulcaniche.

Dopo Goce sarà la volta della missione SMOG, con un satellite che verrà lanciato nel 2009 e fornirà una mappatura globale dell’umidità al suolo simile a quella di ENVISAT che tra il 2005 e il 2006 elaborò una mappatura dell’umidità presente al suolo in Africa.

Sempre nel 2009 partirà la missione CRYO SAT-2 che misurerà lo spessore delle lastre di ghiaccio presenti ai poli e sui rilievi montuosi.

Nel 2010 sarà la volta di SWARM che studierà con maggior precisione l’evoluzione e le dinamiche del campo magnetico terrestre, mentre nel 2011 il satellite ADM AEOLUS studierà le dinamiche della circolazione atmosferica e EARTH CARE nel 2013 indagherà sull’equilibrio radioattivo della terra (radioattività terrestre).

Tutti questi risultati che di seguito verranno confrontati diverranno molto utili per una miglior comprensione del clima e degli attuali cambiamenti climatici oltre a fornire importanti informazioni allo studio dell’oceanografia e della geologia.

Le missioni spaziali per lo studio dell’ambiente terrestre si sono spesso verificate con l’ausilio di satelliti in grado di indagare su vari fattori contemporaneamente, oggi la tendenza è quella di utilizzare satelliti specifici per studiare con maggior precisione un’unico fattore e aventi dimensioni più ridotte anche per ragioni di costi (più ridotti).

Variazioni del Geoide terrestre:

Oggigiorno non si conoscono a fondo tutti i fattori in grado di incidere sul clima, o meglio non si sa di alcuni fattori con quale entità possano incidere sui cambiamenti climatici, molte ricerche scentifiche sono infatti ancora in corso. Oggigiorno la missione spaziale Goce ha il compito di fornire dati più precisi al fine di poter elaborare una mappatura più dettagliata inerente alle variazioni della forza del campo gravitazionale terrestre.

In futuro altre missioni studieranno più a fondo il campo geomagnetico terrestre, la radioattività naturale e non da meno importanza, il tasso di umidità medio e coplessivo presente al suolo su tutto il globo con maggior precisione, sono tutte ricerche che certamente aiuteranno parecchio nella comprensione del sistema climatico. Sopratutto Goce che misurerà pure con maggior precisione l’altezza degli oceani di tutto il mondo (che può variare anche di parecchio a seconda della regione per variazioni della forza gravitazionale), in tal modo si potrà avere un quadro più completo dell’influenza che tali variazioni del campo gravitazionale esercitano sulle correnti marine e dunque anche sulle variazioni climatiche.

La seguente mappa illustra le differenze del campo gravitazionale terrestre, semplificando tuttavia l’influenza indotta dalle catene montuose, poichè al suolo grava una massa maggiore in presenza appunto di rilievi montuosi. Possiamo notare molto bene che tra l’oceano Atlantico e l’oceano Indiano sussiste una differenza della forza del campo gravitazionale, questo comporta ad avere un livello delle acque superficiali dell’oceano Indiano, inferiore di quasi 100 metri rispetto all’oceano Atlantico, pure tra il Nord Atlantico e il medio Atlantico si riscontrano, benchè in minor misura, differenze della forza del campo gravitazionale. Benchè tali variazioni siano imperceppibili all’essere umano, sono misurabili e possono ripercuotersi a loro volta sulla circolazione delle correnti marine, considerando inoltre il fatto che il campo gravitazionale qui sopra rappresentato, può variare con il tempo, alle alte latitudini ad esempio lo scioglimento dei ghiacci favorisce ad avere una perdita di massa che grava nel sottosuolo, di conseguenza si può creare anche una variazione della forza del campo gravitazionale con il passare del tempo, su una stessa area geografica presa in questione.

Una carta analoga che prende meglio in considerazione l’influenza indotta dalla struttura orografica del territorio anche sui fondali marini. Goce fornirà dati molto più precisi al fine di poter ricreare una mappatura più precisa e aggiornata della forza del campo gravitazionale terrestre che in maniera imperceppibile deforma pure la superficie del nostro pianeta.

Una rappresentazione estremizzata di tale deformazione indotta dalle variazioni del campo gravitazionale esercitata sulla superficie del globo.

Oggi cosa si sa realmente delle variazioni del campo gravitazionele terrestre e in che modo tali variazioni possono essere legate alle condizioni climatiche?

Molto si è già imparato alla base dei dati raccolti durante le missioni precedenti inerenti a tali fenomeni, in particolar modo alla base dei dati raccolti dall’ultima missione GRACE. Esistono variazioni del campo gravitazionale terrestre che su base spaziale, come detto precedentemente, può comportare deformazioni superficiali della crosta terrestre anche di 100 metri rispetto a un dato medio, di conseguenza fino a 200 metri di differenza da un area geografica a un’altra aventi un’anomalia massima opposta, si tratta di variazioni indotte sia da fattori interni (mantello, nucleo terrestre), sia da fattori esterni (atmosfera, idrosfera) al pianeta terra. Tuttavia si riscontrano variazioni della forza del campo anche in senso temporale prendendo in considerazione una determinata area geografica. Variazioni che avvengono in tempi molto ristretti, ossia in un lasso di tempo compreso tra pochi secondi fino a pochi anni, indipendentemente dall’area geografica presa in questione, possono essere indotti da una combinazione di diversi fattori, associati sia a fenomeni di tipo sismico (terremoti) sia da fattori di tipo meteorologico. I terremoti, le maree, il normale ciclo delle stagioni per mezzo della distibuzione delle precipitazioni (ghiaccio, neve e acqua), l’alternarsi di periodi piovosi e secchi su una determinata area geografica, sono tutti fattori che possono comportare a lievi variazioni del campo gravitazionale terrestre nell’arco di breve tempo. Esistono variazioni anche importanti e nell’ordine di alcune migliaia di anni fino a qualche milione di anni, tali variazioni sono perlopiù associate all’alternarsi di periodi glaciali a periodi di disgelo, come pure a variazioni delle correnti oceaniche, rispettivamente marine Lo scioglimento delle calotte comporta ad una perdita di massa in superficie, di conseguenza si può assistere a una variazione anche importante della forza del campo gravitazionale terrestre che si manifesta in tempi piuttosto lunghi. In particolar modo il repentino scioglimento delle calotte, che durante l’ultima glaciazione del pleistocene nel Nord America e in Europa raggiungeva alcuni chilometri di altezza, deformando con la propria massa la superficie terrestre, comporta ad un enorme perdita di massa che grava al suolo, la terra risponde a questa perdita con un vero e proprio flusso massivo all’interno del mantello per compensare il deficit in superficie indotto dallo scioglimento delle calotte, ne deriva di conseguente un’anomalia negativa della forza del campo gravitazionale su tali aree. Variazioni che avvengono nell’arco di centinaia di milioni di anni sono perlopiù indotte da fattori che si verificano all’interno del mantello terrestre legati alla convenzione. Alle variazioni secolari si sovvrappongono variazioni che avvengono in tempi molto più ristretti per i fattori appena descritti, da considerare che le variazioni che avvengono in breve tempo possono in alcuni casi avere un maggior effetto rispetto a quelle che si manifestano in tempi maggiori. Da ciò possiamo già facilmente dedurne che le variazioni del campo di gravità terrestre siano strettamente associate sia a fattori di natura geologica che a fattori di natura meteo-climatica.

Flavio Scolari

I fattori principali che consentono ad un pianeta la nascita della vita sono i seguenti:
-La grandezza e la temperatura della stella posta al centro del sistema solare.
-Le distanze che un pianeta ha dalla stella.
-La composizione chimica dell’atmosfera planetaria.
-Ne consegue che anche l’aspetto geologico (attività vulcanica) di un pianeta assuma un’importanza fondamentale.

-La presenza di una magnetosfera.

-Le dimensioni del pianeta, per la forza di gravità esercitata dallo stesso.
Dalla seguente immagine possiamo notare come i primi 2 punti possano essere strettamente associabili l’uno all’altro, lo schema illustra il rapporto tra la grandezza di una stella e la distanza che un pianeta deve avere da essa per poter presentare le condizioni ideali allo sviluppo di complesse forme di vita.

In pratica se il sole fosse leggermente più freddo di come si presenta oggi, il pianeta più propenso ad ospitare forme di vita complesse sarebbe Venere, mentre se il sole fosse più caldo, il più ideale potrebbe diventare Marte.

Infatti si ipotizza che il sole quando si svilupparono le prime forme di vita sulla Terra fosse più freddo rispetto ad oggi, avendo una luminosità più ridotta del 30%, il fatto che la Terra e a quei tempi anche Marte abbiano presentato presto le condizioni ideali allo sviluppo della vita fu indotto dal fatto che l’atmosfera dei due pianeti presentava caratteristiche simili a quelle che oggi si riscontrano sul pianeta Venere grazie ad una maggior attività vulcanica in grado di emettere grosse quantità di gas serra.

L’elevata presenza di CO2 nell’atmosfera primordiale creava un potente effetto serra, che compensava la mancanza di calore che dal sole giungeva a Terra, consentendo in tal modo lo sviluppo di ambienti molto caldi e umidi.

Venere che invece inizialmente presentò un’attività vulcanica più contenuta e dunque una minor concentrazione di gas serra, come pure il fatto che si trovò a quella distanza allora ideale dal sole, presentò anch’esso condizioni ideali alla vita, infatti si ipotizza che fino a circa 1,5 milioni di anni fa la superficie e l’ambiente di Venere potesse presentarsi simile a quello che oggi si riscontra sulla Terra, una fase che tuttavia durò troppo poco per consentire lo sviluppo di vita intelligente.

Oggi Venere si presenta un luogo infernale, sulla sua superficie grava un’atmosfera 90 volte più densa di quella terrestre perlopiù composta da CO2 (98%) in grado di creare un potente effetto serra.

Le temperature superficiali sono comprese tra i +460 e i +480°C uniformi su tutto il pianeta.

Marte invece oggi presenta un’atmosfera molto più rarefatta di quanto fosse un tempo, poichè le ridotte dimensioni del pianeta e dunque la minor forza gravitazionale esercitata sull’atmosfera, ne consentì una parziale dispersione nello spazio non appena cessò l’attività vulcanica.

Tale introduzione serve a rendere l’attenzione su quei fattori che ancora oggi rendono il nostra Terra un pianeta ospitale e favorevole allo sviluppo di coplesse e grandi forme viventi di qui facciamo parte anche noi.

Le ere glaciali e interglazioni:

Le ere interglaciali hanno una durata circa di 20000 milioni di anni, il clima sulla terra si presenta molto più caldo di quello attuale con temperature marine che si ipotizza possano aver raggiunto durante queste fasi i +35°C, i poli si presentano con un clima generalmente mite (simile a quello che oggigiorno si riscontra alle nostre medie latitudini) e in genere sono liberi dai ghiacci, mentre anche alle nostre latitudini si presenta un clima tipicamente tropicale.

Tuttavia anche all’interno di un era interglaciale si possono distinguere periodi relativamente freschi e si ipotizza che in alcune fasi le calotte polari abbiano avuto un estensione pari al 60% rispetto ad oggi.

Da ciò possiamo dedurna che anche all’interno di grosse fasi climatiche calde vi furono variazioni termiche che si manifestarono su scale temporali più piccole.

Le ere glaciali hanno un durata di circa 150000 anni, in queste fasi i poli sono quasi sempre coperti dalle calotte polari, mentre alle nostre medie latitudini si hanno brevi fasi di clima temperato alternate a lunghe fasi di clima glaciale.

Attualmente ci troviamo al’interno di un’era glaciale da appena 2,5 milioni di anni, in un periodo interglaciale da circa 10700 anni fa (quando terminò l’ultima glaciazione).

Ma cosa scandisce le glaciazioni dai periodi interglaciali all’interno di un’eraglaciale?

Vi sono periodi nel quale le estati sono moto calde, mentre gli inverni molto freddi.
In queste condizioni le nevi che si accumulano durante i freddi inverni, sciolgono durante le calde estati, ed il ciclo delle nevi rincomincia da capo.
Ciò non consente insomma l’accumulo di nevi perenni (periodo interglaciale).
Viceversa, vi sono periodi dove inverni tendenzialmente più miti consentono l’accummulo di abbondanti nevicate, ed estati fresche che ne consentono l’accumulo anno dopo anni, con nevi perenni che in queste condizioni possono accumularsi anche durante le fresche estati (era glaciale).

Tutto questo meccanismo è regolato inanzitutto da fattori astronomici:
Precessione degli equinozi: l’asse di rotazione terrestre ha un’inclinazione variabile, ma che ruota lentamente lungo l’asse dell’elittica, descrivendo un doppio cono e compiendo un giro ogni 25765 anni (52″ all’anno).
Questo moto è chiamato precessione degli equinozi ed è dovuto alla forza di marea esercitata dalla Luna e dal Sole.
Oggi il punto più vicino al sole dell’orbita terrestre cade durante il sostizio d’inverno nell’emisfero boreale, tra circa 13000 anni invece il punto più vicino al sole cadrà nel sostizio d’estate, sempre nel nostro emisfero.
La precessione degli equinozi, porterà inoltre, sempre tra 13000 anni, ad essere la stella Vega la stella che segna il NORD, mentre tra 25765 anni ritornerà la stella polare quale indicatrice del NORD della volta celeste.

Da ciò sembra chiaro che nel nostro emisfero, una sistuazione come quella che si riscontra oggigiorno, dovrebbe favorire una nuova glaciazione, se ciò non avviene è semplicemente perchè non si tratta dell’unico fattore essenziale a dar luogo ad una glaciazione.

Variazioni dell’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre: l’asse terrestre è inclinato rispetto alla perpendicolare al piano dell’eclittica, questa inclinazione, combinata con la rivoluzione della Terra intorno al Sole, è causa delle stagioni.
L’entità dell’inclinazione varia ciclicamente tra circa 22,1° e circa 24,5° con un periodo di 41000 anni, attualmente è di 23°27′.
Un inclinazione minima, favorisce una glacizione, poichè tende a diminuire l’entità delle stagioni: inverni più miti ed estati più fresche.

Eccentricità dell’orbita terrestre: l’orbita terrestre è un’ellisse.
L’eccentricità orbitale è una misura del discostamento della forma ellittica dell’orbita dalla figura della circonferenza.
La forma dell’orbita terrestre varia da quasi circolare (bassa eccentricità: 0,005) a discretamente ellittica (alta eccentricità: 0,05) ed ha un’eccentricità media di 0,028.
Il tutto avviene con un’andamento ciclico di 100 000 anni, l’eccentricità attuale è 0,017.
Con l’eccentricità attuale, la differenza tra le distanze Terra-Sole che si hanno al perielio (il punto dell’orbita più vicino al sole) e all’afelio (il punto dell’orbita più lontano dal sole) è del 3,4% (5,1 milioni di chilometri), questa differenza causa un aumento del 6,8% nella radiazione solare che raggiunge la Terra.
Attualmente, il perielio avviene intorno al 3 gennaio, mentre l’afelio intorno al 4 luglio, quando l’orbita ha la massima eccentricità, la quantità di radiazione solare al perielio è circa il 23% maggiore rispetto all’afelio.
La differenza è pari a circa 4 volte il valore dell’eccentricità.
Tutto ciò sarebbe più direttamente associato alla forza gravitazionale indotta, dai pianeti gassosi “giganti” (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) posti esternamente rispetto alla terra all’interno del sistema solare.
La loro forza gravitazionale (molto maggiore rispetto a quela terrestre) agirebbe proprio sull’orbita terrestre, aumentendone l’eccentricità (rendendola più ovele).
Con un orbita poco eccentrica, si favorisce anche in questo caso una glaciazione, poichè la distanza della terra dal sole diviene più uniforme nell’arco di un’anno, diminuendo in tel modo l’entità delle stagioni.

Le glaciazioni sono favorite dalla combinazione di questi tre fattori principalmente (cicli di Milankovitch), ed è stato calcolato che all’interno di un’era glaciale, dalla durata di circa 150 milioni di anni, si ha una grande glaciazione ogni circa 100000 anni.
Una gaciazione dalla durata di 85/92 mila anni, è altermata da un periodo interglaciale di 15/9 mila anni.
Nulla infatti esclude che in un prossimo futuro possa riprendere una nuova glaciazione, ma questo nessuno ancora può saperlo con assoluta esatezza.

I fattori scatenanti di una glaciazioni:

È risaputo che variazioni climatiche possono avvenire con una certa rapidità e improvvisamente, cosa che non coincide osservando le variazioni orbitali del nostro pianeta in corrispondenza del sole.
Se si prende in cosiderazione solo le variazioni dei parametri orbitali della terra una variazione climatica dovrebbe avvenire in maniera molto più graduale rispetto a quanto avvene realmente, ecco perchè tali oscillazioni non possono essere la causa scatenante di un’improvvisa variazione climatica.
Inoltre in un periodo compreso tra i 3 e l’ultimo milione di anni, le glaciazioni coincidevano molto di più con le variazioni cicliche dell’inclinazione assiale, mentre nell’ultimo milione di anni le glaciazioni coincidevano molto meglio con le variazioni cicliche dell’eccentricità del’orbita terrestre, dunque risulta difficile definire quale parametro possa risultare il più determinante.
Tuttavia la terra è fortemente sensibile alle piccolissime variazioni di insolazione che giungono tra le differenti latitudini.
Dunque variazioni dei parametri orbitali terrestri potrebbero giocare un ruolo molto importante sul clima poichè definirebbero delle condizioni basilari favorevoli ad un innesco di una variazione climatica, mentre i fattori determinanti sarebbero da ricercare in tutti quei fattori interni.
Secondo alcune teorie attualmente vi sono condizioni favorevoli (precessione degli equinozi, eccentricità dell’orbita terrestre e inclinazione assiale: oggi a 23°,27″) all’innesco di una nuova glaciazione, che potrebbe essere iniziata già da tempo se si osservano i principali paramentri orbitali del nostro pianeta, se però ciò non è avvenuto è perchè mancano altri elementi, forse i più determinanti.

Come fattori interni si distinguono:

-Le correnti oceaniche, che in passato potrebbero aver subito profonde alterazioni dalla deriva dei continenti.

Gli oceani possono generalmente contenere fino a 100 volte più calore rispetto ai continenti che ne assorbono in maggior quantitâ, ma lo rilasciano con altrettanta facilità, l’eccesso di calore accumulato alle basse latitudini, viene trasportato verso i poli per mezzo delle correnti oceaniche proprio come fa l’atmosfera per mezzo dei venti, infatti la circolazione oceanica e la circolazione atmosferica sono 2 fattori strettamente connessi.

L’Europa stessa gode di un clima molto più mite rispetto ad altre regioni poste alle stesse latitudini, grazie alle correnti del Golfo, ma se queste dovessero diminuire d’intensità o addirittura fermarsi il nostro continente potrebbe conoscere un improvviso e marcato raffreddamento del clima.

Infatti l’acqua calda e salata che dal Golfo del Messico si sposta verso il Nord Europa (deviato dalla forza di Coriolin come avviene per i venti) cede parte del calore all’aria sovrastante raffreddandosi di conseguenze fino a divenire abbastanza densa e pesante (non perdendo il suo elevato tasso di salinità) da “sprofondare” nei fondali e ridiscendere verso le basse latitudini in profondità.

Il vuoto prodotto dalla discendenza dell’acqua alle alte latitudini produce un richiamo di altra acqua calda da Sud mantenendo attivo il nastro trasportatore, tuttavia lo scioglimento delle calotte polari innescato da un aumento delle temperature globali, produce un maggior afflusso di acque dolci che si miscelano con le acque ricche di sale dell’oceano.

Il fatto che l’acqua dolce anche se fredda si presenta più leggera rispetto all’acqua fredda salata, riversandosi nel Nord Atlantico in grande quantità può rompere quell’equilibrio che mantiene attiva la circolazione dell’Oceano alle alte latitudini fino ad impedire lo sprofondamento delle correnti fredde sui fondali.

Questo produrrebbe un sensibile raffreddamento climatico in Europa la qui entità dipenderebbe molto dall’entità e dalla durata del rallentamento o del blocco della nastro trasportatore.

Un alterazione della corrente del Golfo può durare anche decenni e qualora si avessero le condizioni favorevoli potrebbe potenialmente innescare una glaciazione vera e propria.

-Grosse eruzioni vulcaniche: sono fattori più casuali e improvvisi che possono influenzare profondamente il clima terrestre anche se per periodi piuttosto brevi.

Gli effetti primari del fenomeno possono essere quello di inalzare immense quantità di polveri e ceneri fino alla stratosfera, ciò favorisce una maggiore condensazione del vapore acqueo con conseguente aumento delle precipitazioni e non da meno rilevanza il fatto che le polveri che possono restare sospese per anni, filtrano l’irradiamento solare favorendo così un raffreddamento del clima.

-Impatto cometale: anch’esso è un violento fenomeno piuttosto improvviso, anche in tal caso il sollevamento di grosse nubi di polvere tendono a schermare per un certo periodo i raggi solari, favorendo così un raffreddamento climatico.

-Attività solare: il vento solare si espande nello spazio inter planetario a velocità comprese tra i 300 e gli 800 km/s (a seconda dell’attività) fino ai confini del sistema solare, forma quella che è definita la Heliosfera.
La Heliosfera è quella che devia gran parte delle particelle associate al mezzo interstellare ai confini del sistema solare e a seconda della dua intensità ne permetterà solo un minimo afflusso in grado di raggiungere la terra.
Il mezzo interstellare si sposta a velocità che possono raggiungere i 3000 km/s, creando ai confini del sistema solare un’area elettricamente turbolenta, poichè qui il vento solare oramai rallentato, entra in contrasto con il mezzo interstellare, si tratta di un’area che può presentarsi come un grande ostacolo per qualunque sonda che venga lanciata al di fuori del nostro sistema solare.
Durante le fasi di debole attività solare, la eliosfera di conseguenza tende ad indebolirsi, frenando meno i raggi cosmici ai confini del sistema solare.
In questo modo la quantità di raggi cosmici che riescono a raggiungere la terra aumenta del circa il 20-30%, che proprio per le loro proprietà elettriche contribuiscono quali nuclei di condensazione del vapore acqueo, favorendo un aumento della nuvolosità del circa il 5% su scala globale e di conseguenza della precipitazioni a livello globale.
Il genere di nuolosità che tende ad aumentare e quello di tipo stratocumuliforme, dunque visibile dal satellite sopratutto nel vsibile, un genere di nuvolosità che non comporta molte precipitazioni, ma che possono ricoprire vaste aree.
Tutto questo favorisce una diminuzione della temperatura a livello globale, poichè i raggi solare incidenti del sole venfono maggiormente irradiati venso lo spazio da vasti banchi nuvolosi.
Durante le fasi di forte attività solare invece, la Heliosfera tende ad intensificarsi, deviando maggiormente il mezzo interstellare, ai confini del sistema solare.
Dunque si riduce quella nuvolosità di tipo stratocumuliforme che ricopre vaste aree marittime, ciò oltre a favorire una lieve diminuzione delle precipitazioni, favorisce pure un aumento delle temperature a livello globale.
Il tipo di nuvolosità preso in questione è prevalentemente quello stratocumuliforme che ricopre vastissime aree sopratutto sopra gli oceani, presentandosi come nuvolosità cellulare o a scacchiera, sopratutto in presenza di fresche correnti marittime.
Sono le classiche nubi a pecorella che contrariamente a ciò che dice il detto: non porta solo pioggia a catinelle, infatti questo genere di nuvolosità può essere associata anche a situazione di stabilità atmosferca.
Assieme agli STRATUS, li STRATOCUMULUS sono certamente il tipo di nuvolosità più diffuso al mondo, interessando tutte le latitudini indipendentemente dalla stagione (nel caso degli STRATUS, sono più diffusi durante i medi invernali alle medie-alte latitudini).
Gli STRATOCUMULUS, sono strati nuvolosi che comprendono quote comprese generalmente dai 1000 metri ai 2500 metri circa, presentandosi anche come nebbia alta in presenza di montagna.
La nebbia al suolo invece è il risultato degli STRATI, che comprendono quote comprese tra il suolo e i 2000 metri di quota.
Entrambi i generi nuvolosi sono classificati come nuvolosità di bassa quota, dunque non rilevabili dalle immagini satellitari effettuate all’infrarosso, mentre per quelle effettuate nel visibili, questo tipo di nuvolosità appare molto evidente.
Ebbene è proprio la nuvolositâ di tipo stratocumuliforme ad avere un ruolo più fondamentale a livello cliamatico globale, poichè questa copertura nuvolosa che ricopre sopratutto gli oceani, può aumentare o diminuire a seconda dell’attività solare, regolando di conseguenza l’andamento termico globale.
Da sottolineare comunque il fatto che queste nubi non portano precipitazioni consistenti, ma però hanno un alto potere riflettente nei confronti della luce solare che raggiunge in minor misura la superficie terrestre.
Tutto il discorso infine va a parare sugli indici climatici, ne vengono regolati direttamente o indirettamente che sia, da questo processo.
Dunque che dire…le nubi controllano l’ndamento termico globale (regolando direttamente o indirettamente gli indici climatici), la copertura nuvolosa viene regolata dai raggi cosmici, mentre l’afflusso di raggi cosmici che raggiungono la terra viene regolata dall’attività solare.

Ma il sole può influenzare l’andamento dei venti per mezzo dell’ozonosfera.

Oggi sappiamo che la stratosfera terrestre contiene una concentrazione relativamente alta di ozono, un gas costituito da tre atomi di ossigeno (O3) e che rappresenta un vero e proprio schermo nei confronti delle pericolose radiazioni ultraviolette (raggi UV) provenienti dal sole.
Ogni anno, durante la primavera dell’emisfero australe, la concentrazione dell’ozono stratosferico nell’area situata in prossimità del Polo Sud diminuisce a causa di variazioni naturali circa del 70%, mentre nell’emisfero boreale diminuisce del 30% circa.
La mancanza di insolazione durante la lunga notte polare, tende a far diminuire la concentrazione di ozono all’interno di aria molto fredda che viene isolate dai forti venti associati al VP.
Di conseguenza si assiste ad un’assotigliamento dello strato di ozono.
Dunque lo strato di ozono all’interno della stratosfera, diviene più spesso proprio sopra il polo rispetto alle altre latitudini, questo perchè il maggior irradiamento solare durante il lungo giorno polare, ne favorisce la formazione.
L’ozono viene prodotto dall’ossigeno molecolare in presenza di radiazione UV.

 
La formula matematica:
UV (hv)=<240nm (nanometri)
O2+hv=2O
O+O2+M=O3+M
3xO2+hv=2xO3

Purtroppo, a causa degli inquinanti rilasciati in atmosfera, sin dalla metà degli anni settanta questa periodica diminuzione è diventata sempre più grande, tanto da indurre a parlare del fenomeno come del “buco dell’ozono”. Recentemente si è comunque individuato un assottigliamento della fascia di ozono anche in una piccola zona al polo Nord, sopra il Mare Artico, fatto che potrebbe preludere alla formazione di un altro buco dalla parte opposta.
In effetti il fenomeno non rappresenta nient’altro che l’aspetto più evidente della generale e graduale diminuzione dell’ozono nella stratosfera.

Il problema è estremamente importante in quanto una riduzione dell’effetto schermante dell’ozono comporta un conseguente aumento dei raggi UV che giungono sulla superficie della Terra.

Variazioni in questo senso possono essere anche associate alle variazioni cicliche dell’attivitâ solare, infatti durante le fasi magnetiche più attive l’irradiamento dei raggi UV che raggiungono la stratosfera può aumentare del 16% arrecando una certa influenza sull’andamento zonale dei venti su larga scala.

È pure vero che variazioni dell’attività magnetica solare possono essere osservate anche dallo stato della magnetosfera e di conseguenza della ionosfera, nulla di strano considerando che la magnetosfera è il risultato dell’interazione del vento solare e del campo geomagnetico terrestre, mentre la circolazione generale del plasma all’interno della ionosfera è strettamente connesso con la circolazione magnetosferica.
Di conseguenza variazioni dell’attività solare possono avere profonde influenze sillo stato della magnetosfera e di conseguenza anche della circolazione ionosferica (sovente misurabile già solo con lo sviluppo di uno strato ad alta concentrazione ionica: Es).

-Un altro fattore che può fortemente influenzare le temperature è l’estensione stessa dei ghiacci e dei territori innevati, in quanto ad un maggior innevamento o ad una maggiore estensione dei ghiacci corrisponde una maggior riflessione della luce solare favorendo così l’accrescimento del freddo.

Viceversa una minor estensione dei ghiacci ed un minor innavamento del territorio favoriscono ad una minor riflessione dei raggi solari, questo favorisce un accentuazione del processo di riscaldamento.

-Piccole variazioni della composizioni chimica dell’atmosfera: oggi si tende ad associare gli attuali cambiamenti climatici quasi unicamente alle variazioni dei gas serra, che attualmente tendono in parte ad aumentare anche grazie alle attività umane , un aumento che viene anche favorito dai grossi incendi boschivi.

Tuttavia il CO2 è prevalentemente regolato dagli oceani, è noto infatti che gli oceani più sono caldi, più possono rilasciare Anidride Carbonica nell’atmosfera, dal canto suo anche il metano benchè lo si riscontra in quantità nettamente inferiori nell’atmosfera è centinaia di volte più efficace nel trattenere l’energia termica che dal sole giunge alla terra.

Il metano viene trattenuto prevalentemente nel Permafrost alle alte latitudini e alle alte quote, quando in seguito ad un riscaldamento climatico il Permafrost si scioglie, rilascia questo gas che come il CO2 tende ad aumentare il processo di riscaldamento.

Non da meno importanza sono quelle variazioni che riguardano le concentrazioni del vapore acqueo all’interno dell’atmosfera, un’atmosfera più calda può contenere una maggiore concentrazione di vapore acqueo che come gas serra tende maggiormente a trattenere parte del calore che dal sole giunge al suolo, allo stesso tempo tende ad aumentare la portata delle precipitazioni, un fatto che potrebbe costituire uno di quei fattori di Feedback negativo, ossia favorendo un inversione di tendenza.

La  soluzione più probabile resta comunque il fatto che l’incremento delle precipitazioni in corrispondenza all’attuale riscaldamento globale, non siano sufficienti a contenere l’inanamento delle temperature globali, creando così una reazione incontrollabile, con il conseguente aumento sia della frequenza che dell’intensità di fenomeni alluvionali.

Viceversa durante un processo di raffreddamento climatico, l’atmosfera può contenere sempre meno umidità il che comporta di conseguenza ad una diminuzione del vapore acqueo, che tende dunque a trattenere meno il calore sulla terra.

A  quest’ultimo processo può equivalere ad una diminuzione delle precipitazioni anche nevose, con il conseguente potenziale di poter contenere la variazione climatica in corso.

-La conformazione orografica del territorio che gioca un ruolo importante su molti processi di natura meteorologica, inoltre è in grado si influenzare la circolazione dei venti anche su varsa scala.

Glaciazioni potrebbero essere state favorite o  innescate dal lento e inesorabile sollevamento di grossi sistemi montuosi (Alpi, Himalaya, Ande, Caucaso, ecc..ecc..) che potrebbero aver alterato profondamente il normale corso della circolazione atmosferica, la conformazione orografica del territorio ha inoltre condizionato fortemente le dinamiche di una variazione climatica come quella di una glaciazione.

Sono tutti fattori che possono regolare quella che è il grande meccanismo climatico tra cause ed effetti.

I principali protagonista degli attuali cambiamenti climati, resta secondo me il sole, anche se nella storia climatica del nostro pianeta vi sono stati altri fattori che hanno avuto un ruolo determinante.

Flavio Scolari