Un carotaggio diventa macchina del tempo e ci porta a 6 milioni di anni fa

Un gruppo di scienziati statunitensi ha scritto una nuova pagina nella storia della Terra: nell’area delle Allan Hills, nell’Antartide orientale, è stato scoperto il ghiaccio e l’aria più antichi mai datati direttamente sul nostro pianeta. Il campione risale a circa 6 milioni di anni fa — un’epoca in cui le prove geologiche suggeriscono temperature decisamente più alte e livelli del mare significativamente più elevati rispetto a oggi. Le minuscole bolle d’aria imprigionate in questo ghiaccio offrono una straordinaria “finestra” sul clima passato della Terra, permettendo agli scienziati di osservare con grande dettaglio ciò che accadeva nel nostro pianeta milioni di anni fa. La ricerca, pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences, è stata guidata da Sarah Shackleton (Woods Hole Oceanographic Institution) e John Higgins (Princeton University), e si inserisce nell’ambito del progetto Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX), che riunisce 15 istituti di ricerca statunitensi coordinati dalla Oregon State University. «Le carote di ghiaccio sono come macchine del tempo che permettono agli scienziati di osservare com’era il nostro pianeta in passato», ha dichiarato Shackleton. «Le carote delle Allan Hills ci aiutano a viaggiare molto più indietro nel tempo di quanto immaginassimo possibile». Secondo il direttore del COLDEX, Ed Brook, paleoclimatologo presso il College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences dell’OSU, si tratta della scoperta più significativa finora realizzata dal centro: «Sapevamo che il ghiaccio in questa regione era antico. Inizialmente speravamo di trovare ghiaccio risalente a 3 milioni di anni fa o poco più, ma questa scoperta ha superato di gran lunga le nostre aspettative».

L’area delle Allan Hills è particolarmente favorevole per trovare ghiaccio antico “vicino alla superficie” a soli 100-200 metri di profondità. Il motivo sta nel fatto che il flusso del ghiaccio unito ad una topografia montuosa ruvida aiuta a preservare lo strato antico e a portarlo più vicino alla superficie. E’ un po’ come perforare tra le pieghe di un tappeto schiacciato contro un muro, il che risulta molto più pratico che trivellare a oltre 3.000 metri di profondità come si fa altri siti nell’Antartide orientale.

Ma quali sono i risultati di questa ricerca? Innanzi tutto il fatto che le carote contengono aria imprigionata che ha permesso di datare direttamente il ghiaccio tramite misurazioni accurate di un isotopo del gas nobile argon. Per capire come viene usato l’argon per datare una bolla di aria va detto che l’argon presente nell’atmosfera contiene due isotopi stabili: ⁴⁰Ar e ³⁶Ar. La proporzione tra questi isotopi cambia nel tempo perché ⁴⁰Ar si accumula gradualmente nell’atmosfera terrestre come prodotto del decadimento radioattivo del potassio (⁴⁰K → ⁴⁰Ar). Analizzando la composizione isotopica del gas intrappolato nel ghiaccio, i ricercatori possono confrontarla con quella nota dell’atmosfera moderna. Più la miscela nelle bolle differisce da quella attuale, più antico è il ghiaccio.

Sebbene le registrazioni non siano ancora “continue” nel senso di un flusso ininterrotto fino a 6 milioni di anni fa, la loro antichità è senza precedenti: «il team ha creato una biblioteca di quelle che chiamiamo “istantanee climatiche” circa sei volte più vecchie di qualsiasi dato precedentemente ottenuto da carote di ghiaccio», spiega Shackleton. Determinata l’età le misurazioni degli isotopi di ossigeno nel ghiaccio rivelano che l’area ha subito un raffreddamento graduale e prolungato di circa 12 °C (circa 22 °F) negli ultimi 6 milioni di anni. È la prima misurazione diretta dell’entità di tale raffreddamento nell’Antartide. Va sottolineato che i dati che emergeranno da queste carote — ad esempio i livelli passati dei gas serra atmosferici e il contenuto di calore degli oceani — hanno implicazioni fondamentali per comprendere le cause naturali del cambiamento climatico.