Riassunto:
Gli scienziati hanno proposto un nuovo meccanismo per spiegare come si sono formate le passate ere glaciali della Terra: il raffreddamento dell'oceano causato dall'espansione delle calotte glaciali dell'emisfero settentrionale potrebbe essere trasmesso all'emisfero meridionale attraverso la circolazione oceanica globale, modificando la circolazione e le condizioni del ghiaccio marino dell'oceano attorno all'Antartide, consentendo così di immagazzinare più anidride carbonica nelle profondità marine, promuovendo un ulteriore raffreddamento del clima globale. Lo studio getta nuova luce sulle connessioni climatiche a lungo sfuggenti tra gli emisferi settentrionale e meridionale.
Questo studio è stato condotto da ricercatori dell'Università di St. Andrews nel Regno Unito e i risultati sono stati pubblicati sul Journal of Climate il 22 ottobre 2026. La ricerca si concentra su una questione scientifica di vecchia data: gli scienziati sanno già che l'Oceano Australe svolge un ruolo importante nella regolazione delle concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica, ma mancano spiegazioni fisiche chiare su come le enormi calotte glaciali formate nell'emisfero settentrionale influenzano gli oceani che circondano l'Antartide a migliaia di chilometri di distanza.
La terra ha vissuto molte ere glaciali nella sua lunga storia. Durante questi periodi, le temperature globali scendono e vaste aree di terra nell’emisfero settentrionale sono coperte da calotte glaciali. I cambiamenti nell'orbita terrestre modificheranno la radiazione solare ricevuta a diverse latitudini, creando le condizioni per la formazione e l'espansione delle calotte glaciali; allo stesso tempo, anche la concentrazione atmosferica di anidride carbonica, la circolazione oceanica e la capacità del ghiaccio e della neve di riflettere la luce solare influenzeranno lo sviluppo e la durata delle ere glaciali. Gli scienziati ritengono che questi fattori non operino in modo indipendente, ma possano influenzarsi a vicenda attraverso una serie di meccanismi di feedback.
Il meccanismo proposto dal gruppo di ricerca inizia alle alte latitudini dell'emisfero settentrionale. Quando i cambiamenti orbitali raffreddano queste regioni in estate, le calotte glaciali possono gradualmente formarsi ed espandersi. Grandi calotte di ghiaccio raffredderanno le vicine acque del Nord Atlantico e modificheranno la struttura della temperatura e la distribuzione della densità dell’acqua. Poiché l’acqua di mare partecipa al sistema di circolazione oceanica globale, questo segnale di raffreddamento potrebbe gradualmente propagarsi verso sud, influenzando infine l’Oceano Antartico attorno all’Antartide.
L'Oceano Antartico è una parte importante del ciclo del carbonio della Terra. L’oceano assorbe l’anidride carbonica dall’atmosfera e ne immagazzina una parte nelle profondità marine attraverso l’affondamento dell’acqua di mare, la circolazione delle acque profonde e altri processi fisici e biologici. Se la circolazione e le condizioni del ghiaccio marino nell’Oceano Antartico cambiano, anche lo scambio di carbonio tra l’oceano e l’atmosfera potrebbe cambiare, lasciando più anidride carbonica nell’oceano invece di essere rilasciata nuovamente nell’atmosfera.
L'anidride carbonica atmosferica è un importante gas serra e concentrazioni ridotte riducono la capacità dell'atmosfera di trattenere il calore. Pertanto, se l’espansione della calotta glaciale dell’emisfero settentrionale può promuovere l’immagazzinamento di più carbonio nell’Oceano Australe attraverso la circolazione oceanica, si potrebbe formare un feedback di raffreddamento gradualmente crescente: il raffreddamento settentrionale promuove l’espansione della calotta glaciale, la calotta glaciale influenza la circolazione oceanica, l’Oceano Australe assorbe e immagazzina ulteriormente anidride carbonica e l’indebolimento dell’effetto serra atmosferico favorisce un continuo raffreddamento globale.
Per testare questa ipotesi, i ricercatori hanno condotto simulazioni di modelli climatici oceanici. Invece di raffreddare direttamente l’intero pianeta, hanno abbassato le temperature solo nelle regioni più settentrionali dell’oceano per simulare gli effetti dell’espansione della grande calotta glaciale sull’acqua circostante. Il gruppo di ricerca ha poi cercato di vedere se questo raffreddamento localizzato potesse essere trasmesso all’emisfero meridionale attraverso la circolazione oceanica e causare cambiamenti che sarebbero vantaggiosi per lo stoccaggio del carbonio nell’oceano.
I risultati della simulazione mostrano che il solo raffreddamento delle acque alle alte latitudini dell'emisfero settentrionale può produrre una risposta globale significativa. Il raffreddamento solo degli oceani settentrionali comporterebbe una riduzione del 74% dell’anidride carbonica atmosferica rispetto a uno scenario in cui i ricercatori raffreddassero simultaneamente l’intero pianeta. Questo risultato suggerisce che il raffreddamento locale nell’emisfero settentrionale potrebbe avere impatti considerevoli sul ciclo globale del carbonio attraverso le connessioni oceaniche a lunga distanza.
Il lavoro fornisce una possibile spiegazione per due fenomeni climatici che in precedenza erano difficili da collegare: l'espansione delle calotte glaciali nell'emisfero settentrionale e un calo del biossido di carbonio atmosferico innescato dai cambiamenti nella circolazione oceanica nell'emisfero meridionale, ha affermato l'autore principale Madison Shanker della School of Earth and Environmental Sciences presso l'Università di St Andrews. Il gruppo di ricerca ha dimostrato attraverso la simulazione del modello che questa connessione è fattibile in termini di meccanismo fisico.
Tuttavia, la cifra del 74% deriva da esperimenti modello specifici e non significa che ogni espansione della calotta glaciale dell'emisfero settentrionale nella storia reale causerà necessariamente la stessa percentuale di diminuzione del biossido di carbonio. Ciò che i risultati del modello dimostrano è che questo meccanismo può svolgere un ruolo importante, piuttosto che che il suo effettivo contributo alla formazione di ciascun periodo glaciale sia stato determinato con precisione. Il vero sistema climatico della Terra è influenzato anche da fattori quali i campi eolici, l’estensione del ghiaccio marino, la salinità dell’acqua marina, l’attività della vita marina e la posizione dei continenti.
L'importanza di questo studio risiede nel collegamento dei processi climatici negli emisferi settentrionale e meridionale che in passato sono stati studiati in modo relativamente separato. In precedenza, quando gli scienziati spiegavano il declino dell’anidride carbonica atmosferica durante le ere glaciali, spesso si concentravano sui cambiamenti nell’oceano attorno all’Antartide. Una nuova ricerca suggerisce che l’Oceano Australe non è un sistema climatico indipendente e il suo stato potrebbe essere influenzato dai cambiamenti nelle calotte glaciali e negli oceani fino all’emisfero settentrionale.
Comprendere questa connessione non solo aiuterà a ricostruire la storia climatica passata della Terra, ma potrebbe anche aiutare gli scienziati a migliorare i modelli climatici. L’oceano può assorbire, trasportare e immagazzinare grandi quantità di carbonio su scale temporali lunghe e i cambiamenti nella sua circolazione influenzeranno le concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica e modificheranno ulteriormente le temperature globali. Se i modelli potessero simulare questi processi in modo più accurato, potrebbero spiegare meglio le transizioni tra periodi caldi e glaciali nella storia della Terra.
Naturalmente, il meccanismo dell'era glaciale che si è formato naturalmente sulla Terra in passato non può essere direttamente equiparato al percorso evolutivo del riscaldamento globale di oggi. Le moderne concentrazioni di anidride carbonica nell’atmosfera sono significativamente influenzate dal consumo di combustibili fossili da parte dell’uomo e dai cambiamenti nell’uso del territorio, e anche la velocità e le condizioni di fondo degli attuali cambiamenti climatici sono diverse da molti scenari paleoclimatici. I ricercatori devono ancora confermare ulteriormente la forza di questa connessione tra gli oceani dell’emisfero settentrionale e meridionale in diversi periodi storici e il ruolo che potrebbe svolgere nei futuri cambiamenti climatici.
Nel complesso, questo studio rivela un meccanismo di feedback incrociato che potrebbe portare la terra verso un'era glaciale: il raffreddamento dell'oceano causato dall'espansione della calotta glaciale dell'emisfero settentrionale può influenzare la capacità di stoccaggio del carbonio dell'Oceano Antartico attraverso la circolazione globale, amplificando così il processo di raffreddamento dell'intero sistema terrestre. Ricorda agli scienziati che il clima della Terra non è determinato da una sola regione, ma da un complesso sistema interconnesso di atmosfera, oceani, calotte glaciali e cicli del carbonio. Per capire come iniziarono le ere glaciali, è necessario ricostruire come questi cambiamenti furono trasmessi e rafforzati a vicenda in mezzo mondo.
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