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1.1 ANDRILL – I RISULTATI DELLA RICERCA | Progetto Smilla
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1.1 ANDRILL – I RISULTATI DELLA RICERCA

Presentazione

Qui vogliamo spiegare i principali risultati conseguiti dalla ricerca ANDRILL.

La produzione di pubblicazioni scientifiche da parte del team scientifico di ANDRILL è continua e notevole e si svolge anche per diversi anni successivi alla perforazione. Abbiamo raccolto in un elenco, alcuni degli articoli finora pubblicati su alcune prestigiose riviste scientifiche.

Qui noi cercheremo di sintetizzare, alcuni dei risultati conseguiti dai progetti ANDRILL svoltisi nei vari anni. Cercheremo di semplificarli e riorganizzarli affinchè risultino comprensibili da un pubblico più vasto rispetto alla comunità scientifica.

La ricerca ANDRILL si svolge ogni anno a partire dal 2006 sottoforma di un progetto differente. Quella del 2006 si chiamava esattamente ‘ANDRILL-Mc Murdo Ice Shelf’ (o ‘ANDRILL-MIS’) perchè aveva come oggetto di studio la piattaforma di ghiaccio (ice shelf) di una zona vicina alla base Mc Murdo. Quella del 2007 si chiamava ‘ANDRILL-Southern Mc Murdo Sound’ (o ‘ANDRILL-SMS’) perchè il sito di perforazione si trovava nella parte meridionale della baia (sound) Mc Murdo.

I contenuti sono stati sottoposti ad editing e revisione da parte di ricercatori di ANDRILL (vedi riferimenti a piè pagina).

I RISULTATI DELLA RICERCA ANDRILL-MIS 2006

Cosa vuol conoscere la ricerca


La ricerca ANDRILL-MIS vuol rispondere ad alcune domande che riguardano la storia del clima del nostro pianeta. Eccone alcune.
Quando si è formata esattamente la calotta glaciale antartica nella forma che vediamo noi oggi? Come si è comportata nelle epoche passate in risposta alla variazioni climatiche ?
Come interagiscono reciprocamente l’immensa calotta di ghiaccio e il clima del nostro pianeta?

La parte di calotta glaciale oggetto di studio della ricerca ANDRILL-MIS è la piattaforma di ghiaccio denominata piattaforma di Ross. E’ la più grande del nostro pianeta (vedi schema) ed è formata dai flussi dei ghiacciai che provengono dall’interno del continente che qui convergono tra loro e si protendono in ambiente marino. E’ un pò come un delta di un fiume, ma di ghiaccio!

Come ha reagito questa parte di Antartide ai cambiamenti climatici del passato?

Son sicuro che tutte queste domande non vi sembrano poi cosi importanti. Vi sembrano delle curiosità quasi inutili.
Ma non è cosi.
Il loro valore è enorme. Se vi sapessimo rispondere con precisione, potremmo anche avere le idee un pò più chiare sugli effetti che i cambiamenti climatici attualmente in corso, hanno sulla calotta glaciale. In particolare su quegli ambienti che circondano le coste dell’Antartide e che sono i più fragili di tutto il continente: le piattaforme di ghiaccio.

Questo fatto è sintetizzato anche nello slogan che accompagna la ricerca ANDRILL e che recita “Studiare il passato per conoscere il nostro futuro”.
Vi sembra poco?

Prima di andrill MIS cosa si sapeva

Prima di ANDRILL, ovviamente, si conoscevano, già, i cambiamenti climatici avvenuti sul nostro pianeta, ma poco si conosceva sulle variazioni di volume e spessore della calotta antartica in risposta a tali cambiamenti e ancora meno si sapeva sul comportamento della piattaforma di Ross che è una parte della calotta stessa.

Uno dei punti su cui i ricercatori di trovavano più in accordo era che attorno ai 14 milioni di anni fa (era Cenozoica, epoca Miocene medio) è intervenuto un raffreddamento molto brusco che ha determinato un’espansione della calotta glaciale presente nell’Antartide Orientale (detta East Antarctic Ice Sheet o E.A.I.S.). Questo allargamento ha determinato la formazione di una calotta anche nell’Antartide Occidentale formando così la calotta glaciale dell’Antartide Occidentale (detta anche West Antarctic Ice Sheet o W.A.I.S.). La calotta orientale e quella occidentale si unirono così a formare una calotta glaciale unica e continua, proprio come ai giorni nostri.

Ma sull’evoluzione successiva esistevano parecchi dubbi, se non vuoti veri e propri.

Alcuni studi, basati soprattutto su dati geomorfologici, ipotizzavano che calotta e piattaforma, fossero rimasti più o meno stabili negli ultimi 14 milioni di anni o al massimo avessero subito lievi oscillazioni in termini di volume ed estensione.

Altri ricercatori si trovavano in disaccordo e suggerivano, invece, una storia molto più dinamica. Essi, partendo dallo studio di alcune rocce rinvenute sulle montagne transantartiche ipotizzavano che calotta e piattaforma di Ross, fossero oscillate in termini di superficie e spessore più volte negli ultimi 14 milioni di anni in seguito alle variazioni climatiche.

Ora, grazie ad ANDRILL, possiamo dire chi aveva ragione.

Cosa ha scoperto ANDRILL MIS

Quello che vedete qui sopra è lo schema che i sedimentologi hanno compilato con un software che si chiama PSICAT (vedi anche video-lezione numero 6 ) e che descrive graficamente tutti i tipi di rocce che son stati trovati lungo tutta la carota. Ogni colonna equivale a 100 metri di carota.

Ci sono decine e decine di tipi di rocce diversi uno dall’altra. Come studiarle? Da che parte iniziare? Come fare a risalire agli eventi climatici?


La prima cosa che i sedimentologi fanno dopo aver analizzato e descritto ogni singolo millimetro della carota (vedi anche la sezione dedicata al team dei sedimentologi) , è quella di raggruppare tutti questi tipi di rocce in famiglie.

Semplificando un pò, possiamo dire che essi hanno creato 15 diverse famiglie di tipi di rocce. Quelle appartenenti ad una stessa famiglia hanno in comune il fatto di essersi formate in ambienti piuttosto simili. Ognuna di queste categorie si chiamano litofacies.

Sotto ad una piattaforma di ghiaccio vi sono tre tipi di ambienti molto diversi tra loro e ognuno con tantissimi sottoambienti. Questi 3 ambienti principali sono quelli spiegati nella animazione dedicata all’avanzamento e regressione di una piattaforma di ghiaccio e che ti consigliamo di vedere e leggere per meglio comprendere i contenuti di questa pagina..

Dopo aver creato queste famiglie o, meglio, facies, i ricercatori hanno studiato la loro sequenza e come si presentavano lungo la carota ed hanno trovato un sacco di cose interessanti.

Innanzitutto hanno scoperto che, quando la piattaforma di ghiaccio avanzava, nelle epoche più fredde, dette glaciali, arrivava ad estendersi verso Nord fino a centinaia di km di distanza dal sito di perforazione.
Mentre in altri periodi più caldi, detti interglaciali, la piattaforma si ritirava per molti Km verso Sud. Sul sito di perforazione, allora, si depositavano dei sedimenti tipici di ambienti privi della copertura di ghiaccio, ricchi di diatomee, con fango di origine terrestre e occasionalmente, si trovano anche segni di detriti staccatisi da iceberg galleggianti e di passaggio sul sito.

– CICLI GALCIALI E INTERGLACIALI –

Un’altra straordinaria scoperta è emersa osservando l’incredibile quantità di volte in cui la piattaforma è avanzata e regredita. Pensa che i ricercatori di ANDRILL osservando molto attentamente la successione delle facies ora parlano di cicli di avanzamento e regressione.

Ogni ciclo è in realtà formato da tre distinti momenti: uno freddo, glaciale e quindi di avanzamento della piattaforma, si trova all’inizio del ciclo (momento A), seguito poi da uno più caldo in cui la piattaforma è regredita (momento B) e infine da un altro ancora freddo, in cui la piattaforma è avanzata ancora verso l’oceano (momento B). Concludendo possiamo dire che ogni ciclo è composto da una sequenza glaciale-interglaciale-glaciale.

Lungo i 1200 metri di carota del progetto ANDRILL MIS, corrispondenti agli ultimi 14 milioni di anni, son stati osservati più di 60 cicli di questo tipo! SESSANTA!
Altro che piattaforma di ghiaccio immobile !!

Ma non è finita qui, perchè osservando la distribuzione di questi cicli è stato possibile riconoscere quattro distinte fasi climatiche .

FASE UNO
Attorno ai 13-10 milioni di anni fa si è verificato un evento freddo in cui la calotta glaciale era molto estesa . I cicli presenti in questa fase hanno i momenti A e C che si presentano sottoforma di strati molto spessi e talvolta addirittura imponenti, in cui la roccia predominante è la diamictite o tillite di origine subglaciale (link). I momenti B, che indicano una fase relativamente più calda o intergaliale sono molto sottili, brevi quindi.

FASE DUE
In questa fase, compresa tra i 9 e i 6 milioni di anni, si assiste ad un relativo leggero riscaldamento. Nei cicli, prevalgono le fasi di tipo interglaciale (momento B) in cui troviamo condizioni di tipo marine o comunque di presenza marginale di ghiaccio. In questa fase la linea di arenamento della piattaforma di ghiaccio (vedi animazione) non mai andata oltre (verso Nord) il sito di perforazione.

FASE TRE
Qui ci troviamo nel Pliocene, in particolare tra i 5 e i 2 milioni di anni fa e si assiste ad un ulteriore riscaldamento. Le condizioni prevalenti sono quindi di mare aperto e assenza quasi totale di ghiaccio per gran parte del periodo.
Lungo la carota i momenti B dei cicli, sono davvero imponenti. Pensa che son stati trovati strati continui di diatomiti (rocce composte esclusivamente da gusci fossili di diatomee, alghe unicellulari pelagiche che formano il plancton marino) spesse anche 90 metri.
In questa fase, che è la più complessa, son stati trovati però anche delle transizioni molto rapide a condizioni di tipo glaciale o di vicinanza del ghiaccio

FASE QUATTRO
In questa fase, risalente a 800 mila anni fa e corrispondente ai primi 85 metri di carota prevalgono delle condizioni di tipo glaciale molto simili all’attuale in cui il sito di perforazione si colloca tra la linea di distacco degli iceberg e quella di arenamento. In questa fase sono abbondanti le arenarie, le argilliti e anche i sedimenti di tipo vulcano-clastico formatesi in seguito alla attività vulcanica di centri vulcanici circostanti.

e per finire: il MIS31 !

Dalla analisi di tutti questi cicli emerge un’altra notizia di enorme valore.
Tra tutti i periodi interglaciali analizzati ve n’è uno che pare fosse dominato da condizioni climatiche particolari. E’ chiamato comunemente MIS31, per una serie di motivi che vi risparmiamo. Ma la cosa importante è che in questa fase, avvenuta attorno a 1,1 milioni di anni fa pare che ci fossero delle temperature medie e, più in generale delle condizioni climatiche, del tutto simili o addirittura uguali a quelle attuali.

Se potessimo sapere esattamente come si è comportata la piattaforma di ghiaccio di Ross, in questa epoca, saremmo nelle condizioni di descrivere con precisione, e prevedere, il suo comportamento in risposta ai cambiamenti climatici che stiamo vivendo.

Questo articolo è frutto di un lavoro di traduzione ed adattamento dell’articolo “A record of Antarctic Climate and Ice Sheet History Recovered” apparso su EOS il periodico della AGU Associazione americana di Geofisici, Vol 88, No.50, 11 Dicembre 2007, pag 557-558.

Supervisione scientifica e revisione a cura di Dott Floridno (IGNV- Roma) , Dott Talarico (Università di Siena), Dott Persico (Università di Parma)

Stanare idee per le scienze a scuola. Fino ai poli