2 Febbraio 2016

L’incremento delle eruzioni vulcaniche alla fine dell’Era Glaciale causato dallo scioglimento delle cappe di ghiaccio e dall’erosione glaciale

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Ricercatori hanno scoperto che sia l’erosione glaciale che lo scioglimento delle cappe di ghiaccio hanno giocato un ruolo chiave nel guidare l’incremento globale osservato nell’attività vulcanica alla fine dell’ultima Era Glaciale.
Secondo una nuova ricerca, la combinazione di erosione e scioglimento delle cappe glaciali ha condotto a un incremento massiccio dell’attività vulcanica alla fine dell’ultima Era Glaciale. Col riscaldamento del clima, le cappe glaciali si scioglievano, conducendo a un incremento sia nella produzione di magma che nelle eruzioni vulcaniche. I ricercatori, guidati dall’Università di Cambridge, hanno scoperto che l’erosione ha pure giocato un ruolo considerevole nel processo, e potrebbe aver contribuito a incrementare i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera.
“È stato dimostrato che le cappe glaciali che si sciolgono e l’attività vulcanica sono collegate – ma quello che abbiamo scoperto è che l’erosione gioca pure un ruolo chiave nel ciclo,” ha affermato il dott. Pietro Sternai del Dipartimento di Scienze della Terra di Cambridge, autore a capo dello studio, che è pure membro della Divisione di Scienza Geologica e Planetaria della Caltech. “Precedenti tentativi di produrre un modello per l’enorme incremento della CO2 atmosferica alla fine dell’ultima Era Glaciale non sono riusciti a spiegare il ruolo dell’erosione, il che significa che i livelli di CO2 possono essere stati gravemente sottostimati.”
Utilizzando simulazioni numeriche, che hanno creato un modello per diverse caratteristiche come i tassi relativi alle cappe di ghiaccio e all’erosione glaciale, Sternai e i suoi colleghi dall’Università di Ginevra e dell’ETH di Zurigo hanno scoperto che l’erosione è importante tanto quanto lo scioglimento dei ghiacci nel guidare l’incremento nella produzione di magma e la conseguente attività vulcanica. I risultati sono stati pubblicati nel periodico Geophysical Research Letters.
Anche se i ricercatori avvisano a non dedurre un legame troppo forte tra i cambiamenti climatici antropogenici (causati dall’uomo) e l’aumento dell’attività vulcanica, poiché le scale temporali sono molto differenti, visto che ora viviamo in un periodo nel quale le cappe di ghiaccio vengono sciolte dal cambiamento climatico, affermano che lo stesso meccanismo probabilmente sarà all’opera anche su scale temporali più brevi.
Simulazione con modello 3D di una glaciazione del vulcano Villarrica (Cile). Credit: Pietro Sternai.
Simulazione con modello 3D di una glaciazione del vulcano Villarrica (Cile). Credit: Pietro Sternai.

Nell’arco degli ultimi milioni di anni, la Terra è passata da ere glaciali, o periodi glaciali, e periodi interglaciali, con ogni periodo della durata grosso modo di 100.000 anni. Durante i periodi interglaciali, come quello nel quale viviamo oggi, l’attività vulcanica è di molto superiore, poiché la mancanza di pressione fornita dalle cappe di ghiaccio implica che i vulcani sono più liberi di eruttare. Ma nella transizione da un’era glaciale a un periodo interglaciale, i tassi di erosione aumentano pure, specialmente sulle catene montuose dove i vulcani tendono a raggrupparsi.
I ghiacciai sono considerati la forza più erosiva sulla Terra, e mentre si sciolgono, il terreno al di sotto viene eroso fino a dieci centimetri l’anno, diminuendo ulteriormente la pressione sul vulcano e incrementando la probabilità di un’eruzione. Un decremento nella pressione aumenta la produzione di magma in profondità, poiché le rocce mantenute a pressione inferiore tendono a sciogliersi a temperature più basse.
Quando i vulcani eruttano, rilasciano più anidride carbonica nell’atmosfera, creando un ciclo che velocizza il fenomeno di riscaldamento. I modelli precedenti che hanno tentato di spiegare l’incremento di CO2 atmosferica durante la fine dell’ultima era glaciale hanno spiegato il ruolo della deglaciazione per l’aumentata attività vulcanica, ma non hanno spiegato quello dell’erosione, il che significa che i livelli di CO2 possono essere stati sottostimati in maniera significativa.
Una tipica era glaciale, che dura 100.000 anni, può essere caratterizzata da periodi di ghiaccio che avanza o retrocede – il ghiaccio cresce per 80.000 anni, ma ci vogliono solo 20.000 anni perché quel ghiaccio si sciolga.
“Ci sono diversi fattori che contribuiscono alle tendenze di riscaldamento e raffreddamento del clima, e molte di queste sono relative ai parametri orbitali della Terra,” ha affermato Sternai. “Ma sappiamo che un riscaldamento molto più veloce del raffreddamento non può essere causato esclusivamente dai cambiamenti nell’orbita terrestre – si deve trattate, almeno fino per una certa estensione, di qualcosa da relazionarsi all’interno dello stesso sistema Terra. L’erosione, contribuendo a scaricare la superficie terrestre e ad aumentare le emissioni vulcaniche di CO2, può essere il fattore mancante richiesto per spiegare una tale persistente asimmetria climatica.”

Fonte:
Pietro Sternai et al. ‘Deglaciation and glacial erosion: a joint control on magma productivity by continental unloading.’ Geophysical Research Letters (2016). DOI: 10.1002/2015GL067285

Traduzione da University of Cambridge. L’Università di Cambridge non è responsabile dell’accuratezza della traduzione. Il testo è anche su EurekAlert!
Lo studio “Deglaciation and glacial erosion: a joint control on magma productivity by continental unloading”, di Pietro Sternai, Luca Caricchi, Sébastien Castelltort, Jean-Daniel Champagnac, è stato pubblicato su Geophysical Research Letters.
Il vulcano Arenal in Costa Rica (2006). Foto di Scott Robinson (Clearly Ambiguous) from Rockville, MD, USAFlickr. Da WikipediaCC BY 2.0.