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La scoperta delle variazioni climatiche a scala geologica – parte I

tempo di lettura: 6 minuti

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livello elementare
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ARGOMENTO: GEOLOGIA 
PERIODO: NA
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Climatologia

 

Stiamo assistendo a cambiamenti climatici globali senza precedenti. La velocità di incremento nella concentrazione dei gas serra in atmosfera, il conseguente aumento della temperatura media globale e l’accelerazione nell’incremento del livello del mare che osserviamo in questi ultimi decenni non hanno riscontro nella storia umana e ben pochi termini di paragone nella storia geologica del nostro pianeta. Le variazioni attuali del clima sono da imputare all’aumento della concentrazione dei gas serra in atmosfera prodotto dalle attività umane. Ma qual è stata la variabilità climatica del pianeta Terra nel corso dei tempi geologici?

Per capire fino a che punto i cambiamenti climatici a cui stiamo assistendo siano imputabili alle attività umane, è necessario conoscere le caratteristiche legate alla dinamica del nostro pianeta.
Per fare chiarezza su questo punto occorre ripercorrere lo sviluppo delle conoscenze e dei concetti acquisiti dall’uomo nel corso degli ultimi due-tre secoli. Una vera e propria rivoluzione delle idee che si impose nella comunità scientifica a partire dalla seconda metà del XX secolo. Questo primo articolo è dedicato agli albori delle conoscenze, a partire da Aristotele fino a giungere alla metà del XX secolo.

Cominciamo da un concetto base.
La Terra è riscaldata dal Sole, la cui energia ci arriva sotto forma di radiazione elettromagnetica, il cosiddetto irraggiamento solare. Circa il 30% di questa energia viene riflessa nello spazio, mentre il restante 70% viene assorbita dall’atmosfera (fenomeno noto come “effetto serra”) e ridistribuita nel pianeta dai processi di circolazione atmosferica e oceanica. A causa della presenza dell’atmosfera e del conseguente effetto serra la temperatura media della Terra si mantiene intorno ai 15°C (in assenza di atmosfera sarebbe circa -18°C ).

Oggi comprendiamo che la quantità di energia ricevuta dal sole, la composizione dell’atmosfera e la dinamica delle circolazioni atmosferiche ed oceaniche determinano il clima del nostro pianeta nel suo complesso. Viene ora naturale da chiedersi come siano variati questi parametri nel corso del tempo geologico e come sia variato di conseguenza il clima della Terra nel passato. Fino a circa la metà del XX secolo assai poco era noto – anche nella ristretta cerchia degli addetti ai lavori – sulla storia climatica della Terra. Si riteneva generalmente che il clima attuale del pianeta fosse la condizione standard. Le epoche glaciali che avevano caratterizzato il Quaternario (circa gli ultimi 2 milioni di anni), di cui si erano messe in evidenze le tracce con i primi pionieristici studi geologici nel vecchio continente, erano considerate anomale deviazioni dalla norma. Andando alle origini dei concetti, occorre rilevare che le prime testimonianze storiche risalgono alla Grecia classica.

Aristotele (384-322 a.C.) è stato tra i primi a ragionare criticamente sui cambiamenti climatici, e nella sua opera “Meteorologica” scrisse:
... le stesse parti della Terra non sono sempre state umide o aride, ma cambiano, così come i fiumi si formano o si seccano. E cambiano anche le relazioni tra la terra e il mare, ed una località non rimane sempre terra o mare nel corso del tempo… Noi dobbiamo supporre che questi cambiamenti seguano un ordine o dei cicli.

Le prime basi scientifiche
Ad ogni modo, dovettero trascorrere molti secoli prima che si cominciassero a porre le basi per le osservazioni scientifiche sul clima (il primo termometro, chiamato termoscopio, fu messo a punto a Padova nel 1597 da Galileo Galilei e le prime misure sistematiche della temperatura risalgono al 1659, in Inghilterra).

Copia dello strumento per misurare il caldo e il freddo ideato da Galileo durante il periodo padovano. Secondo Vincenzo Viviani, nella Vita di Galileo, il termoscopio fu messo a punto nel 1597.  Lo strumento era costituito da una caraffa di vetro della grandezza di un uovo con un lungo collo. Questa caraffa viene riscaldata con le mani e immersa parzialmente, in posizione rovesciata, in un recipiente pieno d’acqua. Quando veniva sottratto alla caraffa il calore delle mani, si osservava che l’acqua saliva nel collo. Questo comportamento del liquido evidenziava le variazioni della densità dell’aria prodotte dalle variazioni di temperatura.

Le prime osservazioni sistematiche sulle evidenze geologiche che in passato il clima potesse essere stato significativamente diverso dall’attuale, risalgono ai decenni a cavallo tra il XVIII ed il XIX secolo.

Nel 1795 il geologo scozzese James Hutton, in una serie di ricerche presso Ginevra, in Svizzera, intuì per primo che alcuni massi rocciosi isolati (massi erratici) avevano un’origine glaciale pur essendo distanti parecchi chilometri dai più vicini ghiacciai.
Il problema dei massi erratici, presenti in luoghi molto distanti dai loro luoghi di origine, attrasse l’attenzione dei naturalisti durante le ultime decadi del diciottesimo secolo. Soprattutto i blocchi di granito del Monte Bianco che si ritrovano sulle colline del Giura in Svizzera. 

massi erratici

Hutton riferì la presenza di questi massi ad una precedente epoca glaciale sulle Alpi:
Ci sarebbero state quindi immense lingue di ghiaccio lungo le valli che scivolavano giù in tutte le direzioni verso i territori a quote più basse, e che trasportavano enormi blocchi di granito a grande distanza, dove sarebbero stati variamente depositati, e molti di loro costituiscono oggi oggetto di ammirazione su cui ci si interroga su da dove o come siano arrivati. Tali sono i grandi blocchi di granito che ora riposano sulle colline di Saleve” (in alta Savoia, N.d.A.).

Nel 1837, Louis Agassiz, geologo e paleontologo svizzero, che conseguì una discreta fama studiando e identificando parecchie specie di pesci fossili, analizzando le tracce morfologiche (rocce striate, colline moreniche, massi erratici) di estese coperture glaciali in paesaggi attualmente deglaciati, incominciò a intuire che buona parte dell’Europa aveva avuto un passato glaciale.

Louis Agassiz

Agassiz, essendo svizzero, conosceva bene i ghiacciai. Emigrò negli Stati Uniti verso la metà del XIX secolo e quando arrivò in nord America notò molte configurazioni geologiche tipiche dell’azione dei ghiacciai in aree oramai completamente deglaciate. Organizzò spedizioni scientifiche sul Lago Superiore nell’estate del 1848, e presentò dodici contributi sui suoi ritrovamenti al primo congresso dell’AAAS, American Association for the Advancement of Science, nell’autunno dello stesso anno. In particolare, Agassiz ipotizzò che la maggior parte del Nord America fosse stato coperto da una coltre di ghiacci spessa fino a due miglia.

fine I parte

 

Leonardo Sagnotti – INGV
possiede una Laurea con lode in Geologia (dicembre 1987), Università “La Sapienza”, Roma, Italia, attualmente Senior Principal Research Fellow (Dirigente di Ricerca) presso l’INGV.
Curriculum:
1990-1992: Borsa di studio per la creazione di un laboratorio paleomagnetico presso l’Istituto Nazionale di Geofisica (ING), Roma, Italia.
1992-1995: Research Scientist, temporaneo (Ricercatore a contratto) ING.
1995-2000: Research Scientist, confermato (Ricercatore di ruolo) presso ING.
2001-2003: Senior Scientist (Primo Ricercatore) presso l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Roma, Italia.
2001-2016 è stato Responsabile del “Laboratorio di paleomagnetismo” di INGV.
Dal 2016 è Direttore del “Dipartimento Ambiente” di INGV.

Attività scientifiche:
Paleomagnetismo e magnetismo delle rocce:
– Installazione e gestione di un laboratorio paleomagnetico;
– Applicazione del paleomagnetismo alla geodinamica;
– Sviluppo di software originale per la gestione di dati paleomagnetici;
– Magnetostratigrafia integrata di sequenze marine;
– Studi di mineralogia magnetica con enfasi sull’influenza sulla documentazione paleomagnetica;
– Studi di anisotropia magnetica (suscettività e remanenza), con enfasi sulle applicazioni alla geodinamica;
– Studi sul magnetismo ambientale: segni magnetici rocciosi di cambiamenti paleoambientali;
– Studi sul magnetismo ambientale: applicazione allo studio dell’inquinamento atmosferico.

articolo pubblicato sul blog INGV 

 

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