Killer loop glaciologico, part trois

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Se nelle prime due parti (qui e qui), fra le molte cose interessanti dedotte dagli studi di Shakun et al. e di Clark et al., un punto essenziale era la riduzione del presunto forte lag temporale fra andamento termico e concentrazione di CO2 fra il LGM e l'inizio dell'Olocene, adesso con questo lavoro pubblicato su Science e online da oggi cade ulteriormente questa ipotesi per l'intera ultima fase deglaciale.
Attraverso un'investigazione più approfondita e con l'aiuto di un metodo alternativo per stimare la cronologia tra CO2 e temperatura, il team di scienziati guidato dal ricercatore francese Frédéric Parrenin ha scoperto che CO2 e temperatura antartica variano in sincrono, all'interno di un lasso temporale di circa 150 anni. È quindi del tutto possibile che la CO2 abbia effettivamente causato il riscaldamento della temperatura antartica.


Il ghiaccio che intrappola l'aria si forma in primis fra i 50 e i 120 metri sotto la superficie dell'Antartide. Tutte le volte che gli scienziati ricavano l'età delle bolle di aria intrappolate nella carota simulando la trasformazione da neve a ghiaccio (densificazione firn, vedi anche qui) includono questa differenza di profondità. Almeno finora. Ma Frédéric lo scorso anno si è reso conto che i tempi di questo dato erano fuori sincrono, in quanto le simulazioni giudicano in maniera troppo esagerata la profondità in cui le bolle sono per prime intrappolate.
Prestando particolare attenzione ad un raro quanto stabile isotopo collaterale a quelli classici dell'azoto - noto come azoto-15 -, il team del ricercatore francese ha fatto una scoperta essenziale: siccome l'azoto-15 è più pesante rispetto a quello normale tende a depositarsi, il che significa che ci sono più isotopi di questo tipo nella parte più profonda della neve. Gli scienziati possono quindi dedurre quanto in basso nella colonna di ghiaccio sono rimaste intrappolate le bolle a partire da quanto azoto-15 è presente in esse.
Ecco l'abstract:

❝Understanding the role of atmospheric CO2 during past climate changes requires clear knowledge of how it varies in time relative to temperature. Antarctic ice cores preserve highly resolved records of atmospheric CO2 and Antarctic temperature for the past 800,000 years. Here we propose a revised relative age scale for the concentration of atmospheric CO2 and Antarctic temperature for the last deglacial warming, using data from five Antarctic ice cores. We infer the phasing between CO2 concentration and Antarctic temperature at four times when their trends change abruptly. We find no significant asynchrony between them, indicating that Antarctic temperature did not begin to rise hundreds of years before the concentration of atmospheric CO2, as has been suggested by earlier studies.

Usando un metodo diverso, un altro gruppo di scienziati l'anno scorso era giunto a conclusioni relativamente simili.

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Update 7/3: lo studio in questione non si occupa - perlomeno direttamente - dei dubbi circa

❝il lag fra fra temperatura e co2 nella riglaciazione

dubbi espressi sulla base di presunte ipotesi di significativi ritardi, durante i cicli glaciali / intergalciali degli ultimi x-centinaia di migliaia di anni (1 < x < 8), al di là delle affascinati elucubrazioni descrittive nell'ambito dei sistemi carichi di complessità. Perché, si dice,

❝il ritorno delle temperature a livelli glaciali sembra precedere di parecchio quello della co2

Ma è proprio vero?

Le ipotesi più valide che spiegano la causa dell'andamento della CO2 nelle fasi glaciale / interglaciale coinvolgono evidentemente in primis gli oceani: dall'estrazione del carbonio dalla superficie dell'oceano a causa della produzione biologica (sia a latitudini alte che basse) ai cambiamenti nel bilancio marino del carbonato di calcio. Nei seguenti lavori ci può fare una sommaria idea di base dei meccanismi in gioco che spiegano questi ciclici andamenti:

● Tracers in the Sea
● Glacial to interglacial changes in ocean chemistry
● Glacial/interglacial variations in atmospheric carbon dioxide
● The polar ocean and glacial cycles in atmospheric CO2 concentration
● A possible sequence of events for the generalized glacial-interglacial cycle

Da quest'ultimo lavoro posto i seguenti due grafici esplicativi:

In sostanza: il passaggio dalle fasi interglaciali alle fasi glaciali è spiegato attraverso una transitoria fase intermedia nella quale la concentrazione di CO2 è già decisamente più bassa rispetto a prima, quindi non sembra ritardare di parecchio rispetto alla riduzione termica generale.
Cambiamenti fisici relativi a circolazione oceanica, temperatura/salinità e miscelazione delle acque marine spiegano la variazione nella concentrazione della CO2 atmosferica fra la fase interglaciale e quella intermedia; cambiamenti nella chimica dell'oceano (relativi al ruolo giocato dai nutrienti oceanici e all'alcalinità) sono invece invocati per spiegare la variazione fra la fase intermedia e quella glaciale.
Cambiamenti fisici nell'oceano australe relativi a temperatura e miscelazione delle acque sono invocati per spiegare la prima parte della transizione appena fuori dal picco glaciale, il rimanente incremento della concentrazione di CO2 atmosferica fino al successivo periodo interglaciale viene infine spiegato attraverso una combinazione di mutamento nella chimica oceanica generale e nella salinità, temperatura e miscelazione  delle acque degli oceani boreali.

In realtà, quest'ultimo lavoro, in effetti (e concordando con altre speculazioni), pone altre questioni, di tutt'altro tipo.

❝Se la presenza di un lag tornava abbastanza bene con i tempi oceanici, ora bisognerà capire come la CO2 venga fuori così rapidamente.

Siccome l'oceano è il più grande serbatoio di CO2 che si equilibra con l'atmosfera sulla scala temporale  millenaria dei mutamenti nella concentrazione atmosferica di CO2 delle fasi glaciale / interglaciale, è molto probabile che sia l'oceano stesso a guidare/regolare questi cambiamenti.
Non è da escludere, comunque, il contributo più o meno parziale dei continenti, ad es. attraverso il ruolo che potrebbe aver assunto la cosiddetta sepoltura glaciale.