mercoledì 10 giugno 2015

Il rallentamento della Corrente del Golfo nel passato e quello osservato attualmente


Il clima terrestre è un sistema globale molto sensibile e il cambiamento di un parametro può innescare fenomeni piuttosto significativi. Ad esempio è ampiamente citato in bibliografia scientifica il legame fra il sistema di circolazione dell'Oceano Atlantico settentrionale e il clima europeo: ci sono stati dei momenti in cui si è interrotto il flusso della Corrente del Golfo, durante i quali Europa, Mediterraneo e Vicino Oriente sono stati soggetti a condizioni molto secche e fresche. Recentemente è stata persino trovata una relazione fra gli eventi dell'atlantico settentrionale e la quantità di metano nell'atmosfera antartica... Un articolo di un paio di mesi fa sul rallentamento della Corrente del Golfo comparso su Nature Climate Change ha destato un certo clamore. La questione del rallentamento della corrente del Golfo merita un po' di attenzione e cercherò di spiegare come funziona.

La circolazione termoalina, visibile nella foto qui accanto, è una sorta di nastro trasportatore che redistribuisce il calore sulla Terra. Si chiama così perchè è guidata sia dalla temperatura che dalla salinità delle acque coinvolte e di quelle vicine. 
Dai Caraibi la Corrente del Golfo porta l'acqua temperata lungo le coste europee, riscaldandole; qui si raffredda e si immerge, descrivendo una traiettoria a grande profondità lungo il continente americano per poi bordeggiare l'Antartide, per dirigersi successivamente verso il nord del Pacifico, dove finalmente risale verso la superficie; da qui ritorna verso il Capo di Buona Speranza, lo doppia e finalmente rieccola ai Caraibi. Un processo lento ma inesorabile, che coinvolge una enorme massa d'acqua. 

Il rallentamento della corrente del Golfo (o, peggio, la sua momentanea interruzione) ha forti effetti sul clima in Europa, Mediterraneo e Vicino Oriente. Ho fatto notare come la deglaciazione seguita all'ultimo massimo glaciale sia stata accompagnata al pari di quelle precedenti da intervalli più freddi che hanno momentaneamente interrotto il trend di riscaldamento e che a uno di questi episodi, lo Younger Dryas, sia correlabile l'origine dell'agricoltura. Sono stati individuati parecchi di questi intervalli freddi e secchi, distribuiti durante tutte le transizioni quaternarie fra massimi glaciali e fasi interglaciali, denominati “Eventi di Heinrich”. 
La calotta polare 16.000 anni fa ricopriva anche
il mare a nord della penisola scandinava
Gli "eventi di Heinrich", sono fasi in cui nell'Atlantico Settentrionale arrivano grandi masse di acqua fredda di provenienza artica. La traccia che hanno lasciato è tipica e consiste in un brusco cambio nella sedimentazione, in cui diventa preponderante una forte concentrazione di materiale proveniente da nord: la deglaciazione è contrassegnata da una enorme quantità di iceberg che, sciogliendosi, rilasciano tutto il carico di sedimenti dei ghiacciai da cui provengono. Siccome sono nominati dal più recente, l'ultimo di questi eventi è denominato “Heinrich 1” e si è concluso poco meno di 15.000 anni fa, lasciando lo spazio al più caldo e umido (almeno per l'europa) stadio di Bolling – Allerod che perdurò fino alla fine della glaciazione, 11.600 anni or sono. "Heinrich 1" è stato probabilmente innescato dal collasso della calotta che ricopriva il mare di Barents, a nord della Penisola Scandinava

Innanzitutto bisogna capire la radice del problema e cioè se il rallentamento della Corrente del Golfo è legato a qualche fenomeno nella zona di partenza (cioè trae la sua origine da qualche fenomeno che avviene alle basse latitudini) o è il risultato di qualche cosa che succede nella zona di arrivo (cioè per qualche motivo c'è qualcosa che la ostacola verso nord) 
Gli indizi portano alla seconda soluzione: il problema stia nella zona di arrivo della corrente. Vediamo perchè. 

Le correnti dell'Atlantico settentrionale e centrale
Sostanzialmente nell'Atlantico Settentrionale ci sono due correnti superficiali, una calda dal lato europeo (la Corrente del Golfo, appunto, proveniente dai Caraibi) e una fredda nel lato americano (la Corrente del Labrador, proveniente da nord). Questa situazione si riflette sul clima dei due continenti: ad esempio la capitale canadese Ottawa, posta alla stessa latitudine di Milano, registra in gennaio una media delle temperature massime di circa -6°C  e di – 15°C nelle minime, decisamente inferiore alla città meneghina. Il Labrador è all'altezza dell'Inghilterra meridionale ma il clima è decisamente molto più freddo.
L'acqua temperata della Corrente del Golfo è piuttosto pesante perché l'evaporazione lungo tutto il percorso ne ha aumentato il contenuto salino; viceversa lungo le coste americane l'acqua proveniente dal nord, in massima parte frutto dello scioglimento dei ghiacciai, è molto meno salata. La carta ottenuta con la sonda Aquarius, un satellite frutto della cooperazione fra la NASA e l'argentino CONAE, ideata specificamente per il rilevamento della salinità marina, evidenzia la drastica differenza nel valore di questa fra le due sponde dell'Atlantico settentrionale e se confronterete la carta delle correnti con quella della salinità noterete come la massima salinità coincida con il percorso della Corrente del Golfo.


Inoltre dobbiamo ricordarci che a 4°C l'acqua ha un massimo di densità. Le acque della Corrente del Golfo, già pesanti di loro per la elevata salinità, raffreddandosi aumentano ulteriormente la loro densità e quindi scendono in profondità, lungo una traiettoria che costeggia la piattaforma continentale dell'America Settentrionale. È la AMOC (Atlantic meridional overturning circulation, termine traducibile come inversione verso sud della circolazione atlantica). Notare che con “meridional” si intende “verso sud” e quindi l'Atlantico meridionale non c'entra nulla come invece potrebbe sembrare. 

L'affondamento delle acque della Corrente del Golfo viene disturbato se un intenso flusso di acqua fredda proveniente da nord si immette improvvisamente nell'oceano. È acqua che deriva dello scioglimento dei ghiacci (o dall'improvviso svuotamento di immensi laghi glaciali) ed è molto pesante non per il contenuto salino (che è basso) ma perchè ha una temperatura vicina ai 4°C; pertanto anche queste acque cercano di scendere in profondità proprio nella zona dove cercano di scendere quelle della Corrente del Golfo, ostacolandone il movimento. 

Ne consegue che più acqua affluisce da nord, meno acqua della corrente del Golfo riesce a scendere in profondità per dirigersi a sud lungo la costa americana e durante le fasi acute di scioglimento dei ghiacci polari la quantità delle acque settentrionali è talmente importante da bloccare letteralmente lo scorrimento delle acque provenienti dai Caraibi per un certo periodo, innescando gli Eventi di Heinrich
Anche lo Younger Dryas e l'evento freddo di 8.200 anni fa hanno avuto origine dall'improvviso afflusso di acque fredde nell'Atlantico Settentrionale.
Quando poi l'afflusso da nord diminuisce sensibilmente fino a valori – diciamo così – normali (tipicamente dopo circa 1500 anni), si ricostituisce la situazione standard: le acque provenienti dai Caraibi possono ricominciare a scorrere, ripristinando la circolazione termoalina e le condizioni calde ed umide delle coste atlantiche europee. 

Adesso, secondo un lavoro su Nature Climate Change (1), ci sono chiari segnali di un forte afflusso di acque fredde nell'Atlantico settentrionale. La prova è una diminuzione della temperatura del mare nelle acque prospicienti il Canada, anticipata da importanti variazioni nella salinità negli anni '70 (la cosiddetta Grande anomalia della salinità del 1970). 
Il raffreddamento dell'Atlantico nordoccidentale, iniziato appunto all'inizio degli anni '70, ha avuto una interruzione a cavallo del 2000 per poi riprendere, ed è un effetto apparentemente paradossale del riscaldamento globale, che provoca aumento delle temperature nell'Artico maggiore che altrove e di conseguenza in un aumento del tasso di scioglimento dei ghiacciai. Questa carta, tratta dal lavoro in oggetto, mostra il trend delle temperature globali: si nota come a fronte di un trend di generale aumento, l'Atlantico nordoccidentale sia l'unica zona con la temperatura in diminuzione (a parte una piccola zona in Africa), proprio a causa del maggiore afflusso di acque fredde provenienti dai ghiacci groenlandesi ed artici in generale. 

È interessante notare che lo studio su quanto succede oggi conferma le ipotesi fatte sul passato, e cioè che la causa dell'interruzione del flusso della Corrente del Golfo durante gli Eventi di Heinrich è una ripercussione nell'Atlantico settentrionale dei fenomeni di deglaciazione.

La diminuzione della velocità della Corrente del Golfo è un sintomo della febbre del pianeta, perchè è una diretta conseguenza dal riscaldamento globale in atto. Per quanto riguarda l'evoluzione futura, secondo gli Autori del lavoro, è estremamente importante cosa succederà in Groenlandia: un aumento dello scioglimento della sua calotta ghiacciaia potrebbe portare ad un ulteriore rallentamento della Corrente del Golfo (se non un suo blocco), innescando una redistribuzione delle precipitazioni e delle temperature non solo in Europa. 

(1) Rahmstorf  et al. (2015): Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation. Nature climate Change 5, 475–480. DOI: 10.1038/NCLIMATE2554

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