Le eruzioni vulcaniche potrebbero aver raffreddato la Terra negli ultimi 12.000 anni

Le grandi eruzioni vulcaniche rilasciano nell'atmosfera enormi quantità di anidride solforosa e particolato che riflettono la luce solare nello spazio: per questo possono raffreddare temporaneamente la Terra. L’Olocene, l’epoca geologica in cui viviamo e che ha accompagnato lo sviluppo delle civiltà umane, è caratterizzato da condizioni climatiche relativamente miti e stabili; gli archivi paleoclimatici mostrano però una serie di improvvise fasi di raffreddamento, alcune delle quali protratte per secoli, e associate a importanti avanzate dei ghiacciai. Per lungo tempo la loro origine è rimasta incerta, con ipotesi che chiamavano in causa variazioni dell’attività solare e della circolazione oceanica. Per fare luce sul fenomeno, un team di ricerca guidato da Alice Paine dell’Università di Basilea ha messo a confronto diversi archivi geologici e paleoclimatici, tra cui le tracce di solfati vulcanici conservate nelle carote di ghiaccio estratte in Groenlandia e in Antartide, le datazioni dei depositi eruttivi e quelle delle morene. I ricercatori hanno così ricostruito le 51 maggiori eruzioni dell’Olocene avvenute a nord dei 20° S, molte delle quali lungo la cintura di fuoco del Pacifico, e ne hanno confrontato la cronologia con quella delle fasi di espansione dei ghiacciai. Il risultato dello studio ha evidenziato una forte corrispondenza temporale: oltre l’80% delle avanzate glaciali analizzate si è verificato, entro i margini di incertezza delle datazioni, in prossimità di almeno una grande eruzione vulcanica.

Le eruzioni possono innescare raffreddamenti secolari

Un'eruzione vulcanica dura pochi giorni o settimane, ma gli effetti del suo impatto sul clima possono perdurare per generazioni. Il processo ha inizio quando grandi quantità di anidride solforosa raggiungono la stratosfera in seguito all'esplosione e, attraverso processi di ossidazione, formano un denso strato di aerosol di solfato. Queste particelle disperdono parte della radiazione solare in arrivo, riducendo l’energia termica che raggiunge la superficie terrestre e provocando un rapido raffreddamento. Secondo gli autori dello studio, questo calo di temperatura iniziale innescherebbe una sorta di reazione a catena nel sistema atmosfera-oceano-criosfera che ne prolungherebbe gli effetti. Il raffreddamento favorisce infatti l’espansione della banchisa artica, aumentando l’albedo e quindi la quantità di radiazione solare riflessa verso lo spazio. Allo stesso tempo, gli squilibri termici tra i due emisferi possono modificare la circolazione atmosferica e spostare verso sud la fascia delle piogge tropicali. Le ricostruzioni considerate nello studio indicano inoltre un indebolimento della circolazione oceanica atlantica. L’interazione tra ghiaccio marino, oceani e atmosfera può così innescare una serie di feedback climatici in grado di prolungare il raffreddamento ben oltre la permanenza degli aerosol vulcanici in atmosfera.

Come spiega Alice Paine:

Le particelle di zolfo fornirebbero soltanto l’impulso iniziale: una volta attivati, i meccanismi di retroazione del sistema climatico possono prolungarne gli effetti per decenni o secoli, ben oltre il tempo in cui lo zolfo rimane sospeso in atmosfera.

L’analisi statistica rafforza questa interpretazione. Tutte le più grandi eruzioni dell’Olocene considerate nello studio, quelle di magnitudo vulcanica pari o superiore a 7, ricadono entro l’incertezza cronologica di almeno un’avanzata glaciale; per il 72% di queste eruzioni esistono inoltre evidenze di avanzamento dei ghiacciai in entrambi gli emisferi. Gli autori sottolineano tuttavia che la corrispondenza temporale non dimostra da sola un rapporto causale per ogni singolo evento, anche a causa delle incertezze nelle datazioni e della diversa risposta regionale dei ghiacciai.

Sottolinea ancora Paine:

Mancava una spiegazione solida per la durata pluridecennale e secolare di questi raffreddamenti. Combinando i nostri test statistici con le ricostruzioni paleo climatiche, siamo certi che non si tratti di una semplice coincidenza temporale e che il vulcanismo sia stato il vero motore di queste crisi termiche.

Cosa potrebbe accadere in un pianeta caldo dopo una grande eruzione

La scoperta serve a ricostruire e comprendere il clima del passato, oltre ad offrire indicazioni utili per valutare le possibili conseguenze delle future grandi eruzioni. Quale sarebbe il loro impatto se si verificassero oggi, in un sistema climatico già profondamente alterato dal riscaldamento di origine antropica e quindi molto diverso da quello che ha caratterizzato gran parte dell’Olocene? Gli autori spiegano che la risposta climatica a un’eruzione dipende non soltanto dalla sua magnitudo e dalla quantità di zolfo immessa nella stratosfera, ma anche dalla latitudine e dalle condizioni climatiche di partenza. Il riscaldamento globale potrebbe infatti modificare il modo in cui atmosfera, oceani e ghiacci reagiscono all’impulso iniziale provocato dagli aerosol vulcanici. Non è ancora chiaro, però, se in un pianeta più caldo i feedback individuati nello studio verrebbero attenuati, amplificati o assumerebbero caratteristiche differenti.

Lo studio non prevede dunque uno scenario preciso, ma fornisce un quadro utile per comprendere come gli effetti di una grande eruzione possano propagarsi nel sistema climatico e protrarsi ben oltre la permanenza degli aerosol in atmosfera. Proprio per questo, capire come questi meccanismi possano funzionare nelle attuali condizioni climatiche rappresenta ancora una questione aperta per la ricerca.

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