La quarta campagna antartica del progetto "Beyond EPICA - Oldest Ice", finanziato dalla Commissione europea, ha posto una pietra miliare storica per la scienza del clima. Un’équipe internazionale di ricercatori, con la partecipazione significativa dell’Università di Berna, ha perforato con successo una carota di ghiaccio lunga 2-800 metri e risalente a oltre 1,2 milioni di anni fa, raggiungendo il sottosuolo della calotta antartica.
I campioni di ghiaccio dovrebbero rivelare per la prima volta dettagli cruciali sulla storia del clima e dell’atmosfera terrestre, estendendosi oltre 800.000 anni e fornendo una registrazione continua della storia del nostro clima fino a 1,2 milioni di anni fa e probabilmente oltre. Coordinato dall’Istituto di Scienze Polari del Consiglio Nazionale delle Ricerche, il progetto
Nel remoto sito di Little Dome C in Antartide, un team di ricerca che rappresenta dodici istituti di ricerca di dieci Paesi europei ha appena raggiunto una pietra miliare storica per la scienza del clima. Nell’ambito del progetto finanziato dall’UE "Beyond EPICA - Oldest Ice", il team ha completato con successo una campagna di perforazione cruciale, raggiungendo una profondità di 2.800 metri - una profondità alla quale la calotta glaciale antartica incontra la roccia.
Il ghiaccio estratto contiene una documentazione senza precedenti della storia climatica della Terra, informazioni continue sulle temperature atmosferiche e campioni incontaminati di aria antica contenente gas serra risalenti a più di 1,2 milioni di anni fa e probabilmente più antichi.
La più lunga registrazione continua del clima del passato da una carota di ghiaccio
Abbiamo raggiunto un momento storico per la scienza del clima e dell’ambiente", commenta Carlo Barbante, professore all’Università Ca’ Foscari di Venezia, membro senior dell’Istituto di Scienze Polari del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Isp) e coordinatore di Beyond EPICA. Si tratta della più lunga registrazione ininterrotta del nostro clima passato proveniente da una carota di ghiaccio, in grado di mostrare il legame tra il ciclo del carbonio e la temperatura del nostro pianeta. Questo risultato è stato possibile grazie all’eccezionale collaborazione di diversi istituti di ricerca europei e al lavoro dedicato dei ricercatori e del personale logistico in loco nel corso degli ultimi dieci anni".
Le analisi preliminari di Little Dome C indicano che i 2.480 metri superiori contengono un record climatico risalente a 1,2 milioni di anni fa, in un record ad alta risoluzione in cui fino a 13.000 anni sono compressi in un metro di ghiaccio", riferisce Julien Westhoff, scienziato senior sul campo e ricercatore post-dottorato presso l’Università di Copenhagen.
Tecnologia e modellazione all’avanguardia
Il responsabile della ricerca in loco, Frank Wilhelms, professore presso l’Università di Gottinga e l’Istituto Alfred Wegener, aggiunge: "L’identificazione della posizione corretta ha richiesto un grande sforzo con l’applicazione delle più moderne tecnologie di scandaglio radioelettrico e la modellazione del flusso di ghiaccio. L’aspetto impressionante è che abbiamo trovato il record, che va da 0,8 a 1,2 milioni di anni fa, esattamente dove era stato previsto, nella fascia di profondità tra i 2426 e i 2490 metri, e possiamo così estendere il nostro record di carote di ghiaccio EPICA, vecchio di vent’anni".
Sotto il ghiaccio, che contiene la documentazione climatica di oltre 1,2 milioni di anni, i 210 metri più bassi della carota di ghiaccio al di sopra del basamento sono costituiti da ghiaccio vecchio fortemente deformato, forse misto o ricongelato, la cui origine è sconosciuta. Analisi avanzate potrebbero aiutare a verificare le teorie precedenti sul comportamento del ghiaccio ricongelato sotto la calotta antartica e a scoprire la storia della glaciazione dell’Antartide orientale.
Svelare il mistero del rallentamento dei cicli dei ghiacciai
Le squadre europee sul campo hanno realizzato un’impresa impressionante: un totale di oltre 200 giorni di perforazione ed elaborazione di carote di ghiaccio in quattro stagioni sul campo, nel difficile ambiente dell’Altopiano Antartico Centrale, a un’altitudine di 3.200 metri sul livello del mare e con una temperatura estiva media di -35°C.
La carota di ghiaccio di Beyond EPICA fornirà informazioni senza precedenti sulla transizione del Pleistocene medio, un periodo straordinario tra 900.000 e 1,2 milioni di anni fa, quando i cicli glaciali rallentarono da 41.000 a 100.000 anni. Le ragioni di questo cambiamento sono ancora uno dei più grandi misteri della scienza del clima, e questo
Trasporto speciale in Europa per le analisi
Le preziose carote di ghiaccio ottenute durante questa campagna saranno trasportate in Europa a bordo della rompighiaccio Laura Bassi, mantenendo una catena del freddo di -50°C, il che rappresenta una sfida importante per la logistica del progetto", afferma Gianluca Bianchi Fasani, Ricercatore Senior dell’ENEA-UTA (Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile - Unità Tecnica Antartide) e Responsabile della Logistica ENEA per Beyond EPICA. Per raggiungere questo obiettivo è stata sviluppata una strategia che prevede la costruzione di speciali container refrigerati e una precisa pianificazione dei mezzi di trasporto aerei e marittimi del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA).
Una volta che queste carote di ghiaccio saranno arrivate in Europa, il progetto si concentrerà sull’analisi dei campioni di ghiaccio per scoprire la storia climatica e atmosferica della Terra negli ultimi 1,2 milioni di anni e probabilmente anche oltre. Nelle sezioni più profonde del nucleo, potrebbero esserci anche ghiacci più antichi, risalenti a prima del Quaternario. Le rocce sottostanti saranno datate per scoprire quando questa regione dell’Antartide è stata per l’ultima volta libera dai ghiacci.
Il campo di Little Dome C è stato allestito e mantenuto grazie alla logistica estremamente efficiente dell’Istituto Polare Francese e dell’ENEA, sia grazie alle loro competenze che ai diversi mezzi di trasporto a loro disposizione. Tra questi, gli aerei per il trasporto del personale alla stazione Mario Zucchelli e alla stazione Concordia, i trasporti pesanti su ghiaccio tra le stazioni Dumont d’Urville e Concordia e l’utilizzo delle navi da ricerca francesi e italiane L’Astrolabe e Laura Bassi.
Precisione bernese per l’analisi dei gas
Il Dipartimento di Fisica climatica e ambientale (KUP) dell’Università di Berna è uno dei 12 istituti europei membri del progetto Beyond EPICA - Oldest Ice e vanta un’ampia esperienza nella scienza delle carote di ghiaccio fin dagli inizi negli anni ’60. Il Prof. Hubertus Fischer è il ricercatore principale svizzero del progetto Beyond EPICA - Oldest Ice e co-presidente del gruppo di lavoro scientifico BE-OIC. Il Prof. Hubertus Fischer è il ricercatore principale svizzero del progetto europeo Beyond EPICA - Oldest Ice e co-presidente del gruppo di lavoro scientifico BE-OIC. Il Prof. Thomas Stocker e Hubertus Fischer sono i ricercatori principali del progetto del Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica "Beyond EPICA - The Swiss contribution", che fornisce 3 milioni di franchi svizzeri per i costi logistici del progetto in aggiunta al finanziamento UE di 11 milioni di euro.
Specializzato nell’analisi delle specie atmosferiche nel ghiaccio (gas serra e loro isotopi, gas nobili e loro isotopi, componenti di aerosol particolati e disciolti nel ghiaccio), le analisi del CUP saranno essenziali per molti degli obiettivi chiave del progetto BE-OIC, come la ricostruzione dei record di gas serra, temperatura media degli oceani, agenti atmosferici e aerosol negli ultimi 1,2 milioni di anni e oltre. In preparazione alla carota di ghiaccio BE-OIC, negli ultimi anni il CUP ha sviluppato tecniche analitiche completamente nuove (ad esempio, nell’ambito della sovvenzione avanzata ERC deepSlice di Hubertus Fischer) che consentono di misurare questi record con una precisione senza precedenti e un consumo minimo di questo ghiaccio straordinariamente antico e prezioso. Fischer è stato anche l’autore principale di uno dei primi studi che ha definito gli obiettivi del BE-OIC e la strategia per trovare questo ghiaccio antico.
È assolutamente travolgente e gratificante vedere che il lavoro di oltre 10 anni per trovare un sito di carotaggio del ghiaccio e poi perforare una carota di ghiaccio profonda fino al sottosuolo ha finalmente prodotto esattamente il ghiaccio che avevamo immaginato", afferma Fischer. Questo è un grande successo ed è stato possibile solo grazie al lavoro dedicato di tutto il personale logistico, di perforazione e scientifico sul posto". Ora l’emozionante storia della BE-OIC sta davvero prendendo velocità, perché il lavoro effettivo sulle registrazioni delle carote di ghiaccio è appena iniziato e ci terrà molto occupati nei prossimi anni".
Thomas Stocker, che ha anche guidato il contributo svizzero al progetto madre EPICA dal 1995 al 2005, che ha fornito le più lunghe registrazioni di gas serra di CO2 e CH4 negli ultimi 800.000 anni, è entusiasta: "È un sogno che si avvera che la comunità scientifica europea delle carote di ghiaccio stia ancora una volta prendendo l’iniziativa, spingendo i limiti e stabilendo un nuovo record. Per la prima volta, stiamo portando in superficie campioni di carote di ghiaccio che contengono informazioni continue sui gas serra durante il grande rallentamento dell’orologio dell’era glaciale".
Al KUP, Stocker ha anche guidato lo sviluppo di modelli climatici fisico-biogeochimici di media complessità. Questi modelli sono fondamentali per comprendere i nuovi dati delle carote di ghiaccio, le fluttuazioni dei gas serra e, in ultima analisi, il bilancio energetico globale della Terra". E aggiunge: "Usiamo gli stessi modelli per studiare come il nostro sistema climatico reagirà alle emissioni di gas serra causate dalla combustione di combustibili fossili nei prossimi decenni e secoli".
Partecipano alla campagna 2024/2025: Université Libre de Bruxelles (BE): Lisa Ardoin; Università di Berna (CH): Barbara Seth e Lison Soussaintjean; AWI (DE): Matthias Hüther, Manuela Krebs, Gunther Lawer, Johannes Lemburg, Martin Leonhardt e Frank Wilhelms; Università di Copenhagen (DK): Julien Westhoff; CNRS (FR): Marie Bouchet e Ailsa Chung; IPEV (FR): Inès Gay; ENEA (IT): Danilo Collino e Michele Scalet; Cnr-Isp (IT): Federico Scoto.
Il progetto Beyond EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) - Oldest Ice è coordinato dall’Istituto di Scienze Polari del Consiglio Nazionale della Ricerca (Cnr-Isp) e finanziato dalla Commissione Europea, oltre che dai contributi dei partner nazionali e delle organizzazioni di finanziamento della ricerca di Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Svezia, Svizzera e Regno Unito.
