Sono state frutto di una serie di forze astronomiche e hanno caratterizzato il clima del nostro pianeta in un periodo compreso tra 1,6 e 1,2 milioni di anni fa: sono le ere glaciali, intervalli di tempo della durata anche di centinaia di milioni di anni, in cui la superficie della Terra presentava ghiacciai molto estesi – oltre alle calotte polari.

Queste fasi ‘sotto zero’ e i meccanismi che le hanno prodotte sono al centro di un nuovo studio di Communications Earth & Environment (articolo: “Astronomical forcing shaped the timing of early Pleistocene glacial cycles”); l’indagine, basata su un modello informatico di ultima generazione, è stata coordinata dall’Istituto di Ricerche Atmosferiche e Oceaniche dell’Università di Tokyo e ha visto la sinergia tra astronomi e climatologi.

Il gruppo di lavoro ha riprodotto con il modello il ciclo delle ere glaciali che si sono susseguite sulla Terra appunto tra 1,6 e 1,2 milioni di anni fa; i risultati hanno evidenziato che questo ciclo è stato principalmente frutto di una serie di forze astronomiche che, all’epoca, erano in gioco in maniera differente rispetto a quanto avviene oggi.

L’orbita della Terra intorno al Sole e l’orientamento del suo asse di rotazione cambiano lentamente nel tempo a causa dell’attrazione gravitazionale esercitata dal Sole, dalla Luna e dagli altri pianeti: sono queste le forze astronomiche che hanno influenzato l’ambiente terrestre, in base ai cambiamenti nella distribuzione della luce solare e alle differenze nelle stagioni. Nello specifico, le piattaforme glaciali sono risultate particolarmente sensibili a queste forze esterne, determinando l’alternanza di fasi glaciali e interglaciali, queste ultime caratterizzate da un clima più mite.

L’attuale ciclo glaciale-interglaciale ha un periodo di circa 100mila anni. Invece, il ciclo glaciale all’inizio dell’epoca Pleistocene (circa 800mila anni fa) ha vissuto un cambiamento più veloce, con una fase durata quasi 40mila anni; un tempo si riteneva che le forze astronomiche sopra citate fossero alla base di questa variazione, ma i dettagli di questi processi non erano ancora del tutto chiari.

Il team della ricerca, potendo contare su dati geologici di migliore qualità e nuovi strumenti di indagine, si è focalizzato sugli albori del Pleistocene e, nel modello informatico, ha riprodotto il ciclo glaciale di 40mila anni fa. Dall’analisi della simulazione, gli esperti hanno dedotto tre elementi importanti per chiarire i processi sottesi al cambiamento climatico verificatosi in quell’epoca: in primo luogo, il ciclo glaciale è stato determinato da piccole differenze nella variazione dell’orientamento dell’asse di rotazione e dell’orbita della Terra; successivamente, la fase del ritiro dei ghiacciai è stata dovuta soprattutto dalla posizione del solstizio d’estate sulla sua orbita, che era al perielio; infine, la tempistica della modifica nell’orientamento dell’asse terrestre e la posizione del solstizio d’estate hanno determinato la durata del periodo interglaciale.

Gli scienziati, alla luce di questi risultati, ritengono che la Terra abbia avuto un regime climatico piuttosto differente rispetto a quello odierno e che la loro ricerca possa essere d’aiuto nel comprendere l’evoluzione delle piattaforme glaciali tuttora esistenti e del clima odierno.

In alto: elaborazione artistica delle forze astronomiche che hanno determinato le ere glaciali (Crediti: Naoj-National Astronomical Observatory of Japan)