Spiegare il “paradosso del Sole giovane debole” con un ulteriore paradosso è ciò che ha fatto l’Università di Colonia studiando il clima terrestre primoridiale. Secondo questa recente ricerca, nonostante un Sole più freddo in passato, alti livelli di CO2 avrebbero potuto scaldare l’atmosfera della Terra primordiale senza però aver avuto lo stesso effetto sugli oceani, anzi mantenendoli relativamente freddi.
Daniel Herwartz, ricercatore dell’Istituto di geologia e mineralogia dell’Università di Colonia, ha trovato nell’effetto serra una riposta plausibile contemporaneamente a due problemi geoscientifici riguardanti il clima primordiale terrestre, prima che iniziasse la tettoniche a placche.
Il primo problema si riferisce alla relazione che 4 miliardi di anni fa vi era tra il clima della Terra e la sua stella, ed è il cosiddetto “paradosso del Sole giovane debole”: esso si interroga su come sia possibile un’atmosfera terrestre estremamente calda nonostante un Sole ancora nel pieno del suo processo di evoluzione, ossia quando stava aumentando la propria intensità luminosa. Con circa il 20 – 30% in meno di calore solare rispetto all’epoca attuale, gli alti livelli di CO2 sono una spiegazione plausibile per cui sulla Terra primordiale si sia potuto manifestare un clima abbastanza caldo da non aver nessun ghiaccio glaciale, oltre a presentare condizioni ambientali favorevoli alla nascita della vita.
Oltre a questo paradosso, il nuovo studio è riuscito a dare, sempre attraverso il ruolo dell’effetto serra, una spiegazione anche a un’altra questione molto dibattuta: gli oceani della Terra primordiale erano veramente bollenti? I geotermometri oceanici, strumenti che misurano gli isotopi dell’ossigeno su rocce calcaree o silicee molto antiche, indicano, infatti, temperature dell’acqua marina estremamente alte, superiori ai 70°C.
L’effetto serra potrebbe essere la risposta a quello che risulterebbe, in realtà, un falso rilevamento. L’oceano avrebbe avuto temperature inferiori a quelle rilevate grazie a un cambiamento della composizione dell’acqua marina dovuto proprio agli alti livelli di CO2 in atmosfera.
«Tenendo conto del diverso rapporto degli isotopi di ossigeno dell’acqua di mare, si arriverebbe a temperature più vicine ai 40°C. – ha detto Daniel Herwartz – È concepibile che ci fosse anche molto metano nell’atmosfera, ma questo non avrebbe avuto alcun effetto sulla composizione dell’oceano. Quindi, non spiegherebbe perché il geotermometro a ossigeno indica temperature troppo alte. Entrambi i fenomeni possono essere spiegati solo da alti livelli di CO2», ha aggiunto Herwartz.
Gli autori stimano che la Terra primordiale avesse tanta quantità di anidride carbonica come se oggi tutta l’atmosfera fosse composta solo da CO2. Rimane, dunque, ancora un quesito a cui dover rispondere: dove è finita tutta questa anidride carbonica?
La risposta è nei sedimenti continentali di carbonio che si sono formati grazie alla tettonica a placche. La CO2 è stata rimossa dall’atmosfera e dall’oceano per essere immagazzinata sotto forma di carbone, petrolio, gas, scisti neri e calcare nei serbatoi continentali.
Questo spiegherebbe la lentezza con la quale è avvenuto il processo di immagazzinamento della CO2, a causa di una limitata capacità di stoccaggio per una Terra in gran parte coperta da oceani, fino a che la tettonica a placche non ha portato allo sviluppo di masse terrestri.
Al forte calo di CO2 in atmosfera sarebbero sopraggiunte, poi, ripetute ere glaciali successive, indicatori di una Terra, al contrario, significativamente più fredda.