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Sondaggi nel ghiaccio (1 parte)

26 luglio 2010

Abbiamo spesso sentito parlare che i climatologi utilizzano i carotaggi nel ghiaccio per determinare le variazioni climatiche che si sono susseguite nel corso dei millenni. Per soddisfare la mia curiositá e la mia insaziabile fame di conoscenza, ho voluto indagare su come vengono svolte queste ricerche.
Sono i sondaggi fatti in Antartide e Groenlandia che hanno dato i maggiori risultati sulle ricerche delle ultime glaciazioni.
Nelle nevi compattate e accumulate anno dopo anno per millenni si conservano le tracce della chimica atmosferica e del clima degli ultimi cicli glaciali.
L´estrazione in verticale di cilindri di ghiaccio (ice cores) permette di trovare bolle di aria imprigionate nel ghiaccio e che permettono di conoscere l´atmosfera in un determinato periodo. La datazione del mantello gelato per i primi centinaia di anni non presenta molte difficoltá data la diversa colorazione che assume la neve caduta in inverno e in estate e questa differenziazione di colori permette di visualizzare bene i diversi anni.

Per la datazione dei ghiacci di maggiore profonditá si utilizzano modelli matematici che tengono in conto la diversa proprietá di compressione del ghiaccio accumulato. Anche il fatto che esistono vari sondaggi sia in Antartide che in Groenlandia permette di correggere eventuali errori di datazione. Dato che le variazione di concentrazione di metano nell´atmosfera sono rapide ed omogenee nei due emisferi, si usano i dati di questo gas per aggiustare le serie dei due emisferi.
Una difficoltá importante in queste ricerche é dovuta alla porositá che la neve ha prima di compattarsi e che permette che l´aria penetri nella colonna di ghiaccio fino ad una profonditá di 50 mt. o piú. Per questo l´aria che incontriamo nel ghiaccio non appartiene a quello strato di ghiaccio me é possibile che sia piú giovane anche di alcuni centinaia di anni del ghiaccio che lo incorpora. Ció dipende dalla grossezza delle cappe di ghiaccio piú profonde, se queste sono spesse la differenza di etá é minore perché l´aria incontra piú difficoltá a penetrare in basso. E siccome le precipitazioni di neve sono differenti da un luogo all´altro ecco che le datazioni si complicano.

In Antartico vi é la vecchia stazione “sovietica” Vostok (78ºS-106ºE, altitudine 3.488 metri, temperatura media -55ºC) che nel 1998 nel suo sondaggio arrivó a 3623 metri di profonditá, cioé agli ultimi 4 cicli glaciali o se volete agli ultimi 420.000 anni. Un centinaio di metri piú basso si trova un grande lago subglaciale prodotto dalla fusione dei ghiacci a contatto con la base rocciosa.

Per paura di contaminare quell´acqua il sondaggio si é fermato e ricomincerá tra poco tempo perché é stato individuato un sistema per non contaminare quell´acqua che potrebbe essere vecchia di milioni di anni.
Un altro sondaggio il “DOME C” del progetto europeo EPICA é arrivato a 3000 mt di profonditá ed ha incontrato ghiacci ancora piú antichi di quelli del Vostok, arrivando alla datazione di 740.000 anni fa ovvero 8 cicli glaciali.
E il 23 gennaio 2006 il sondaggio giapponese FUJI DOME é arrivato ai 3.029 metri e ai 760.000 anni.
Dato che sia il Vostok che il Dome C si trovano lontano dalla costa e con temperature molto piú basse vi é poco accumulo di neve (non nevica quando la temperatura é bassissima!) e quindi é difficile separare gli anni, per questo sono piú utili i sondaggi fatti vicino la costa come il LAW DOME. Qui anche se il sondaggio é meno profondo permette bene di vedere i vari strati di neve accumulata.

Questa immagine mostra dove si trovano i principali sondaggi in Antartide.

In Groenlandia il primo sondaggio fu fatto nel 1966 a Camp Century. I sondaggi moderni appartengono al programma americano GISP 1 e 2 (Greenland Ice Sheet Project) e quello europeo GRIP (Greenland Ice-core Project) vicino a Summit (vedi figura) e che hanno raggiunto una profonditá di 3000 metri con neve depositata da 150.000 anni. Peró i dati delle cappe piú profonde sono di bassa qualitá a partire dai 105.000 anni per essersi verificati parziali fusioni che difficoltano la visione dei vari strati e quindi con risultati discordanti.

Recentemente si sono iniziati dei sondaggi a 350 Km a nord di Summit con risultati migliori trovando ghiacci vecchi di 123.000 anni.

Questa é la stazione americana di Summit 1.

Oltre ai sondaggi in Antartide e groenlandia ci sono dei sondaggi fatti nelle Ande (Huascarán, Quelccaya, Sajama), nel Tibet (Guliya, Dasuopu, Dunde), in Africa (Kilimanjaro), dove si sono realizzati sondaggi che sono arrivati a profonditá in grado di ottenere dati climatologici delle ere passate. La loro maggiore utilitá risiede poi nel fatto che alcuni si localizzano a latitudini tropicali.

Nel prossimo articolo vedremo come sono fatti gli studi sui cambiamenti climatici avuti nelle varie ere e che utilizzando gli isotopi di ossigeno, idrogeno e azoto.

SAND-RIO

  1. Pablito
    26 luglio 2010 alle 08:57

    Sand veramente bello questo articolo che mi chiarisce alcuni aspetti di cui non ero assolutamente a conoscenza. Riesci veramente a trovare cose che io cerco da sempre!

    Scusatemi se vado OT.
    Nello scrivere la seconda parte dell’articolo per NIA sul seminario di Svalgaard che sto compilando in questi giorni, studiando le tecniche empiriche da lui suggerite, mi sono imbattuto in questo lavoro sulla previsione del massimo e del minimo del ciclo 24 scritto nel 2008 da tre astronomi slovacchi di un certo peso.

    Lo trovate qui: http://www.salviamoci2012.eu/forum/news.asp?id=57

    Simon, penso che dovresti darci un’occhiata, perché corrisponde alle attuali previsioni sul massimo che stiamo facendo a NIA per fine 2010 – inizio 2011 e fa anche qualche altra osservazione sulla possibilità di un secondo massimo nel 2012.

    Va anche detto che Svalgaard è molto critico su questa tecnica usata parecchio nei paesi dell’Est.

  2. 26 luglio 2010 alle 09:31

    Interessantissimo articolo Sand!
    Sarebbe magnifico utilizzare i carotaggi per stabilire le intensita dei cicli solari nell’antichita.
    In particolare verificare se minimi come il maunder siano periodici o se siani avvenuti in modo causuale.
    A tal proposito esistono dei dati Sand?

  3. ice2020
    26 luglio 2010 alle 10:42

    Davo molte cose per scontato sui carotaggi, queso articolo finalmente mi spiega un pò di carattristiche impotanti…

    potrei in quanto ammininastratore leggere già la seconda pare, ma preferisco aspettare che esca per condividerla assieme a tutti voi!

    Simon

  4. ice2020
    26 luglio 2010 alle 10:55

    Pablito :

    Sand veramente bello questo articolo che mi chiarisce alcuni aspetti di cui non ero assolutamente a conoscenza. Riesci veramente a trovare cose che io cerco da sempre!

    Scusatemi se vado OT.
    Nello scrivere la seconda parte dell’articolo per NIA sul seminario di Svalgaard che sto compilando in questi giorni, studiando le tecniche empiriche da lui suggerite, mi sono imbattuto in questo lavoro sulla previsione del massimo e del minimo del ciclo 24 scritto nel 2008 da tre astronomi slovacchi di un certo peso.

    Lo trovate qui: http://www.salviamoci2012.eu/forum/news.asp?id=57

    Simon, penso che dovresti darci un’occhiata, perché corrisponde alle attuali previsioni sul massimo che stiamo facendo a NIA per fine 2010 – inizio 2011 e fa anche qualche altra osservazione sulla possibilità di un secondo massimo nel 2012.

    Va anche detto che Svalgaard è molto critico su questa tecnica usata parecchio nei paesi dell’Est.

    Bel studio!

    questi i passi più importanti:

    Come è evidente dalla Figura 1, questa distribuzione tempo-latitudine della maggiore intensità della banda verde presenta un notevole regolarità nel suo aspetto a “farfalla”, nel quale modello la separazione dei rami polari intorno ai minimi del ciclo solare è ben visibile.
    Nel nostro lavoro precedente (Rybansk, Minarovjech e Rusin, 2003), con i dati disponibili ad oggi, abbiamo stimato che il minimo tra i cicli 23 e 24 cadesse intorno al maggio del 2007.

    Qui, prevediamo che il massimo del ciclo 24 si verificherà tra la fine del 2010 e l’inizio del 2011, e un secondo massimo, legato al giungere della seconda branca alla latitudine di circa 60° (Minarovjech, Rybansk, Rusin, 1998), nella seconda metà del 2012 (vedi Figura 2). Le nostre stime possono essere proiettate ancora un po’ più nel futuro, con un minimo fra i cicli di 24 e 25 che si verificherà probabilmente alla fine del 2018, seguita dal massimo del ciclo 25 tra 2021 e 2022 ed il minimo successivo nel 2029.

    …..

    Quasi ogni ciclo osservato nei nostri dati, raccolti in base agli indici della banda verde coronale, indica lo sviluppo di un cosiddetto doppio maximum (vedi figura 3), di cui uno, di regola, più pronunciato (primario) dell’altro (secondario), ma non abbiamo argomenti in mano in risposta al quesito su quale dei due massimi previsti nel ciclo attuale 24 sarà il primario e quale il secondario.

  5. Fabio2
    26 luglio 2010 alle 12:04

    Bell’articolo introduttivo al tema Sand, completo di dettagli che probabilmente non sono noti ai più: ad esempio io non sapevo che l’aria potesse penetrare anche fino a 50 metri di profondità. Pensavo che la neve si compattasse già parecchio dopo una decina di metri di profondità.

  6. Artek
    26 luglio 2010 alle 12:51

    Non ho capito come facciano ad essere sicuri che negli ultimi 760.000 anni, ci sia stato un aumento costante dello strato nevoso ad esempio in Groenlandia, dove tra i ghiacci si trovano spesso resti vegetali.
    Come è possibile capire se, che ne sò, alcuni strati si sono disciolti, visto che non esistono più?
    Se nevica per ipotesi assurda per 1000 anni e si depositano 200 metri di neve, poi per 2000 anni fà caldo e se ne sciolgono 300 di metri, come si mettono a posto i calcoli statistici?
    Non ci si perde?
    Grazie in anticipo.

  7. 26 luglio 2010 alle 13:25

    I carotaggi nel ghiaccio hanno avuto come principale scopo quello di studiare le variazioni climatiche e non i cicli solari.
    Per chi volesse approfondire tali studi indico alcuni link:
    http://www.talkorigins.org/faqs/icecores.html
    http://www.tmgnow.com/repository/solar/lassen1.html
    http://www.nature.com/nature/journal/v429/n6992/full/nature02599.html

  8. 26 luglio 2010 alle 13:32

    Gli studi sulle carote di ghiaccio hanno potuto rilevare il ciclo solare di Gleissberg di 88 anni (Ciclo completo max to max 176 anni)
    http://www.agu.org/pubs/crossref/2003/2002JA009390.shtml

  9. Fabio2
    26 luglio 2010 alle 14:17

    Artek :Non ho capito come facciano ad essere sicuri che negli ultimi 760.000 anni, ci sia stato un aumento costante dello strato nevoso ad esempio in Groenlandia, dove tra i ghiacci si trovano spesso resti vegetali.Come è possibile capire se, che ne sò, alcuni strati si sono disciolti, visto che non esistono più?Se nevica per ipotesi assurda per 1000 anni e si depositano 200 metri di neve, poi per 2000 anni fà caldo e se ne sciolgono 300 di metri, come si mettono a posto i calcoli statistici?Non ci si perde?Grazie in anticipo.

    Non mi pare che Sand abbia scritto una cosa del genere, ma solo che hanno trovato ghiaccio vecchio di 760.000 anni.
    Questo apre più di uno scenario possibile: 760.000 anni fa c’era già ghiaccio dappertutto e poi altrove si è sciolto temporaneamente, oppure si è accumulato inizialmente solo in alcune zone, ecc…..

  10. 26 luglio 2010 alle 14:26

    Fabio2 :

    Artek :Non ho capito come facciano ad essere sicuri che negli ultimi 760.000 anni, ci sia stato un aumento costante dello strato nevoso ad esempio in Groenlandia, dove tra i ghiacci si trovano spesso resti vegetali.Come è possibile capire se, che ne sò, alcuni strati si sono disciolti, visto che non esistono più?Se nevica per ipotesi assurda per 1000 anni e si depositano 200 metri di neve, poi per 2000 anni fà caldo e se ne sciolgono 300 di metri, come si mettono a posto i calcoli statistici?Non ci si perde?Grazie in anticipo.

    Non mi pare che Sand abbia scritto una cosa del genere, ma solo che hanno trovato ghiaccio vecchio di 760.000 anni.
    Questo apre più di uno scenario possibile: 760.000 anni fa c’era già ghiaccio dappertutto e poi altrove si è sciolto temporaneamente, oppure si è accumulato inizialmente solo in alcune zone, ecc…..

    Facendo le prove con le variazioni degli isotopi del metano, che sono sempre omogenei in tutta l´atmosfera e quindi nell´aria imprigionata nel ghiaccio, si possono concordare le analisi fatte nei ghiacci della Groenlandia con i ghiacci dell´antartide.

  11. 26 luglio 2010 alle 14:28

    Per quanto riguarda le ricostruzioni dei cicli solari con la dendrocronologia questo é il diagramma:

    Questi i minimi di cui abbiamo abbiamo qualche evidenza:
    Oort minimum (see Medieval Warm Period) 1040 1080
    Medieval maximum (see Medieval Warm Period) 1100 1250
    Wolf minimum 1280 1350
    Spörer Minimum 1450 1550
    Maunder Minimum 1645 1715
    Dalton Minimum 1790 1820
    Modern Maximum 1950 present

    Mentre questi sono i periodi in cui si sono verificati i grandi minimi:
    A list of historical Grand minima of solar activity includes also Grand minima ca. 690 AD, 360 BC, 770 BC, 1390 BC, 2860 BC, 3340 BC, 3500 BC, 3630 BC, 3940 BC, 4230 BC, 4330 BC, 5260 BC, 5460 BC, 5620 BC, 5710 BC, 5990 BC, 6220 BC, 6400 BC, 7040 BC, 7310 BC, 7520 BC, 8220 BC, 9170 BC.

  12. Artek
    26 luglio 2010 alle 14:48

    E’ interessante notare, con la dovuta cautela sulla validità dei dati, quale potenza espresse circa 12.000 anni fà il sole, in concomitanza della fine dell’ultima grande era glaciale.
    Si notanto banissimo il disgelo, il seguente rigelo (9.400 ac), ed infine l’ultimo grande disgelo(9000 ac) che porta fino ai giorni nostri.
    Se realmente il sole funziona come regolatore principale della temperatura media terrestre, col diagramma si notano bene i grandissimi massimi che registrò la nostra stella nel passato, in concomitanza coi grandi riscaldamenti e raffreddamenti geologici.

  13. 26 luglio 2010 alle 16:40

    I risultati sui carotaggi di ghiaccio possono essere visti qui:
    Normalmente ad un alto numero di isotopi corrisponde un aumento delle temperature.
    Sono i dati della Groenlandia, Tibet, Ande e antartide.

    Una correlazione peró dovrebbe essere fatta anche col numero di sunspot e quindi di irradianza solare ricostruito e che possiamo vedere qui dal sito NOAA/NASA.

    Gli ultimi 70 anni hanno avuto una attivitá solare cosí intensa che non si vedeva dagli ultimi 11.000 anni.
    http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=en&sl=auto&tl=it&u=http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/pubs/solanki2004/solanki2004.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhgtChq_kyeX6vEr2RT64kVVfZKNdw

  14. anonimo
    26 luglio 2010 alle 17:22

    mi date un parere su questo ?
    http://www.express-news.it/?p=40645

  15. Artek
    26 luglio 2010 alle 17:25

    Si.
    Solitamente nel peiodo estivo(giugno-luglio) le temperature salgono nell’emisfero nord, da parecchi milioni di anni🙂
    Mentre per quanto riguarda la breve ondata di caldo, non dipende certo dall’agw🙂

  16. Fabio2
    26 luglio 2010 alle 18:19

    anonimo :mi date un parere su questo ? http://www.express-news.it/?p=40645

    Il contesto mi fa già dubitare, poi l’artico lo non spiega la provenienza dei fotoni citati.
    Infine chi scrive (o chi lo ispira) sembra dimenticare che la Terra è un sistema fortemente non lineare, con tempi e modalità di risposta agli stimoli esterni che non conosciamo ancora abbastanza bene.

    Per ora sappiamo che il Sole è in fase di bassa attività perlomeno da 4 anni e mezzo, dopo almeno 60 anni di attività molto sostenuta. Diamo tempo a questi 4 anni (e più, se la bassa attività continuerà) di produrre qualche effetto e compensare i precedenti 60 anni a tutta birra.

    Ad esempio, diamo tempo alla nascente Nina (prevista davvero super) di raffreddare i bollenti spiriti del riscaldamento globale.

  17. giorgio
    26 luglio 2010 alle 18:25

    Fabio2 :

    anonimo :mi date un parere su questo ? http://www.express-news.it/?p=40645

    Il contesto mi fa già dubitare, poi l’artico lo non spiega la provenienza dei fotoni citati.
    Infine chi scrive (o chi lo ispira) sembra dimenticare che la Terra è un sistema fortemente non lineare, con tempi e modalità di risposta agli stimoli esterni che non conosciamo ancora abbastanza bene.
    Per ora sappiamo che il Sole è in fase di bassa attività perlomeno da 4 anni e mezzo, dopo almeno 60 anni di attività molto sostenuta. Diamo tempo a questi 4 anni (e più, se la bassa attività continuerà) di produrre qualche effetto e compensare i precedenti 60 anni a tutta birra.
    Ad esempio, diamo tempo alla nascente Nina (prevista davvero super) di raffreddare i bollenti spiriti del riscaldamento globale.

    Ottimo Fabio,la NINA sta prendendo sempre di piu potenza e con una velocita pazzesca,se continua di questo passo sara da ricordare nei libri di storia.Inoltre gia sta influendo sull”atlantico,e ne vedremo delle belle.Prepariamoci

  18. paolo 72
    26 luglio 2010 alle 18:43

    giorgio :

    Fabio2 :

    anonimo :mi date un parere su questo ? http://www.express-news.it/?p=40645

    Il contesto mi fa già dubitare, poi l’artico lo non spiega la provenienza dei fotoni citati.
    Infine chi scrive (o chi lo ispira) sembra dimenticare che la Terra è un sistema fortemente non lineare, con tempi e modalità di risposta agli stimoli esterni che non conosciamo ancora abbastanza bene.
    Per ora sappiamo che il Sole è in fase di bassa attività perlomeno da 4 anni e mezzo, dopo almeno 60 anni di attività molto sostenuta. Diamo tempo a questi 4 anni (e più, se la bassa attività continuerà) di produrre qualche effetto e compensare i precedenti 60 anni a tutta birra.
    Ad esempio, diamo tempo alla nascente Nina (prevista davvero super) di raffreddare i bollenti spiriti del riscaldamento globale.

    Ottimo Fabio,la NINA sta prendendo sempre di piu potenza e con una velocita pazzesca,se continua di questo passo sara da ricordare nei libri di storia.Inoltre gia sta influendo sull”atlantico,e ne vedremo delle belle.Prepariamoci

    Ciao io spero in freddo umido e non secco!!!AAAA

  19. andrew
    26 luglio 2010 alle 19:04

    Domanda riflessione: nel passato solare ci sono stati cicli, e mi riferisco al Dalton, che sono durati 13-14 anni, addirittura mi sembra uno di 17 ma non vorrei dire una cavolata, ora la mia domanda riflessione è questa non è che il max di questo ciclo calcolando il minimo appurato per il 2008 ( dicembre ) possa aversi addirittura verso il 2015-16? visto e considerato anche che i cicli presentano una fase di crescita, nei cicli deboli, di 7-8 anni e poi un periodo di calo di 4-5 anni e poi facciamo un semplice conteggio minimo 2008 + 11-13anni di ciclo = prossimo minimo nel 2020

    Scusate per l’ot e l’ho scritto anche nel precedente articolo ma ci tengo ad avere un vostro parere🙂

  20. 26 luglio 2010 alle 19:22

    anonimo :

    mi date un parere su questo ?
    http://www.express-news.it/?p=40645

    Anch’io credo che a causa del surriscaldamento globale a certi scienziati gli si sia surriscaldato il cervello che … quindi le sparano così grosse … I giornalisti poi le riprendono queste notizie … il brutto é che e appena mettono la testa fuori dall’ ufficio che é a circa 18 °C a causa dei climatizzatori lo sbalzo termico di 22-25°C mette fuori uso gli ultimi neuroni … il risultato é che queste notizie vengono ingigantite..
    Gli unici che ragionano a mente fredda siamo noi di NIA che abbiamo la mente che si raffredda al solo pensiero di temperature artiche o antartiche ….🙂

    Scusate ma ogni tanto bisogna darci un taglio ….😆

  21. 26 luglio 2010 alle 20:19

    giorgio :

    Fabio2 :

    anonimo :mi date un parere su questo ? http://www.express-news.it/?p=40645

    Il contesto mi fa già dubitare, poi l’artico lo non spiega la provenienza dei fotoni citati.Infine chi scrive (o chi lo ispira) sembra dimenticare che la Terra è un sistema fortemente non lineare, con tempi e modalità di risposta agli stimoli esterni che non conosciamo ancora abbastanza bene.Per ora sappiamo che il Sole è in fase di bassa attività perlomeno da 4 anni e mezzo, dopo almeno 60 anni di attività molto sostenuta. Diamo tempo a questi 4 anni (e più, se la bassa attività continuerà) di produrre qualche effetto e compensare i precedenti 60 anni a tutta birra.Ad esempio, diamo tempo alla nascente Nina (prevista davvero super) di raffreddare i bollenti spiriti del riscaldamento globale.

    Ottimo Fabio,la NINA sta prendendo sempre di piu potenza e con una velocita pazzesca,se continua di questo passo sara da ricordare nei libri di storia.Inoltre gia sta influendo sull”atlantico,e ne vedremo delle belle.Prepariamoci

    Giorgio sbilanciati e dimmi la tua….

  22. Giovanni
    27 luglio 2010 alle 00:03

    ciao bell’articolo come sempre, volevo ricordare che sembra che i dati delle carote per la concntrazione di co2 siano sballati perchéc’è una sorta di livellamento della concentrazione con il passare del tempo avevo messo un link di un sito un po di tempo fa che parlava di questo.ora sono in missione di lavoro e non posso recupralo ma verebbe la pena di recuparalo, inoltr altri metodi di rilevamento di co2 indicano valori molto diversi da quelli registati dalle carote di ghiaccio….ma forse ne parlerai nella prossima puntata ciao

  23. Giovanni
    27 luglio 2010 alle 00:18

    ad esempio qui si dice qualcosa a proposito de valori di co2 delle carote di ghiaccio

    http://debunkhouse.wordpress.com/2010/03/28/co2-ice-cores-vs-plant-stomata/

  24. Giovanni
    27 luglio 2010 alle 00:20
  25. Michele Rn
  26. 27 luglio 2010 alle 01:40

    Giovanni :

    e qui

    http://www.geocraft.com/WVFossils/stomata.html

    Grazie Giovanni sei formidabile, i tuoi link sono preziosi!

  27. 27 luglio 2010 alle 01:59

    Il NOAA si inveta letteralmente una 3 area.
    http://www.swpc.noaa.gov/alerts/solar_indices.html
    uardando le ultime immagini anche la 1090 é completamente decaduta e adesso esiste solo l´area nel sud emisfero.
    Ma devono pompare il SN e quindi inventare é il loro mestiere.

  28. carlotta
  29. Sylar
    28 luglio 2010 alle 12:33

    carlotta :
    http://milano.repubblica.it/cronaca/2010/06/26/news/al_tonale_un_telo_gigante_per_salvare_il_ghiacciaio-5163463/
    che ne pensate?

    Quel telo viene messo tutte le estati, non è una novità!

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