I risultati forniti da una nuova ricerca, supportano l’ipotesi che gli eventi di pioggia estrema e i rischi associati aumentino con il riscaldamento globale, ma in modi potenzialmente molto più elevati di quelli attualmente previsti.

Sébastien Castelltort di fronte alla scogliera di conglomerato Eocene Cis, vicino a Roda de Isabena, in Spagna. Credito: UNIGE

Nell’articolo “Estimating regional flood discharge during Palaeocene-Eocene global warming” pubblicato il sei Settembre 2018 sul journal Scientific Reports, viene descritto come la temperatura media sulla Terra di 56mila anni fa sia aumentata, in appena 20.000 anni, di 5-8 gradi, tornando successivamente al range originale poche centinaia di migliaia di anni dopo, e come basandosi sull’analisi dei sedimenti provenienti dal versante meridionale dei Pirenei, i ricercatori dell’Università di Ginevra (UNIGE)  hanno misurato l’impatto di questo riscaldamento sulle inondazioni del fiume e sui paesaggi circostanti. Le loro conclusioni mostrano che le conseguenze di tale riscaldamento globale potrebbero essere state molto maggiori di quanto previsto dagli attuali modelli climatici.

Spiega Sébastien Castelltort, professore del Dipartimento di Scienze della Terra a la Facoltà di scienze UNIGE e autore dello studio, in collaborazione con ricercatori delle università di Losanna, Utrecht, Washington occidentale e Austin: “Il metodo su cui ci siamo basati per analizzare questo riscaldamento globale è direttamente ispirato dalla segnalazione cellulare nella biologia dei sistemi, dove i ricercatori analizzano la risposta delle cellule agli stimoli esterni e la conseguente trasmissione del segnale. Siamo interessati a come un sistema, in questo caso il ciclo idrologico attraverso il comportamento dei fiumi, reagisce a un segnale esterno, qui il riscaldamento globale.”

Questo progetto nominato ESSS (Earth Surface Signaling System), questo progetto è supportato dalla Fondazione nazionale svizzera per la scienza (SNSF).

Massimo Termico del Paleocene-Eocene (PETM)

Circa 56 milioni di anni fa, in corrispondenza del passaggio tra le epoche del Paleocene e dell’Eocene, la Terra andò incontro ad un rapido aumento delle temperature, tra i 5 e gli 8 gradi di aumento medio della temperatura globale. Questo periodo di riscaldamento globale, noto come  Massimo Termico del Paleocene-Eocene (PETM), causò l’estinzione di alcuni organismi. Per i mammiferi terrestri l’aumento della temperatura e dell’anidride carbonica comportò in molti casi una diminuzione delle dimensioni, favorendo anche la speciazione evolutiva che portò allo sviluppo di nuovi ordini biologici e di nuove linee evolutive.

Successivamente, in un arco di tempo di centinaia di migliaia di anni, le temperature si riposizionarono su valori in linea con quelli dell’epoca.

L’andamento delle temperature tra Paleocene ed Eocene, in base alla concentrazione dell’isotopo 18O nel mare assumendo l’oceano artico privo di copertura glaciale. Il Massimo termico del Paleocene-Eocene è in corrispondenza del picco nel grafico. Credit: Robert A. Rohde

Palme a latitudini polari

Le palme crescevano a latitudini polari e alcuni plancton marini, come l’apectodinio dinoflagellato, normalmente ristretto alle acque tropicali, si diffondevano improvvisamente in tutto il mondo. I geologi usano questo tipo di osservazione come veri “paleotermometri”, che in questo caso mostrano un aumento della temperatura dell’acqua in superficie che ha raggiunto quasi 36 gradi in alcuni luoghi, una temperatura letale per molti organismi. Diversi fenomeni sono citati come possibili cause di questo riscaldamento globale, ma sebbene l’evento sia conosciuto e le sue cause siano state ampiamente esplorate, quali sono le conseguenze?

Sottolinea Sébastien Castelltort: “La domanda è importante perché c’è un’ovvia analogia con l’attuale riscaldamento globale: da questo evento ci sono lezioni da imparare, tanto più che l’aumento delle temperature a cui stiamo assistendo sembra essere molto più veloce”.

Ciottoli che rivelano la storia dei fiumi

I Pirenei spagnoli offrono sedimenti che ci consentono di osservare gli antichi canali fluviali e determinare le loro dimensioni. Come parte del progetto di tesi di Chen Chen, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra presso la Facoltà di Scienze dell’UNIGE, migliaia di antichi ciottoli di fiume sono stati misurati sul campo. Passo dopo passo, grazie alla relazione diretta tra la dimensione dei ciottoli e la pendenza dei fiumi, i ricercatori sono stati quindi in grado di calcolare la loro velocità di flusso e scarico. Hanno quindi svelato l’intera storia di questi fiumi e quella degli spettacolari cambiamenti che li hanno colpiti.

56 milioni di anni fa, i Pirenei si stavano formando e le loro colline pedemontane furono attraversate da piccoli canali isolati in una pianura alluvionale dove deposero alluvioni molto fertili, promuovendo lo sviluppo della vegetazione le cui radici avrebbero ancorato il terreno. Questi piccoli fiumi si diressero a ovest verso l’Atlantico, che si trovava a circa trenta chilometri di distanza.

Il livello del canale ciottoloso. Credito: Appy Sluijs

Il paesaggio è cambiato completamente

Spiega Sébastien Castelltort: “Con il riscaldamento globale, il paesaggio è completamente cambiato: le alluvioni che si formano nei canali, che si verificano in media ogni 2 o 3 anni e il cui flusso siamo stati in grado di misurare, sono aumentate di 14 volte rispetto a prima quando il clima era più freddo”.

Durante il PETM, i fiumi cambiano costantemente rotta, non si adattano più a una maggiore scarica incidendo il loro letto, ma invece si allargano a volte drammaticamente, da 15 a 160 metri di larghezza nel caso più estremo. Invece di essere intrappolati nelle pianure alluvionali, l’alluvione fu trasferita direttamente verso l’oceano e la vegetazione sembrò scomparire. Il paesaggio si trasformò in aride ampie pianure di ghiaia, attraversate da fiumi effimeri e torrenziali.

Rischi molto più grandi del previsto

Gli scienziati non sanno ancora come siano cambiati i modelli di precipitazione, ma sanno che questo riscaldamento ha provocato inondazioni più intense e una maggiore stagionalità, con estati significativamente più calde. Una maggiore evaporazione ha comportato un aumento imprevisto della magnitudo dell’inondazione. Un grado di aumento della temperatura implica un aumento del 7% della capacità atmosferica di trattenere l’umidità, e questo rapporto è generalmente utilizzato per valutare l’aumento delle precipitazioni.

“Ma il nostro studio mostra che esistono soglie, evoluzioni non lineari che vanno oltre questo rapporto: con un rapporto di 14 per ampiezza dell’inondazione, affrontiamo effetti che non comprendiamo, che possono forse essere spiegati da fattori locali, ma anche da fattori globali che non sono ancora incorporati negli attuali mo

Afferma Sluijs ” Il nostro studio mostra il modo in cui il clima estremo associato al riscaldamento globale può devastare i paesaggi. In molti modi, e non è diverso da alcuni degli eventi che la Terra ha visto negli anni passati.“ 

Journal Reference:

  1. Chen Chen, Laure Guerit, Brady Z. Foreman, Hima J. Hassenruck-Gudipati, Thierry Adatte, Louis Honegger, Marc Perret, Appy Sluijs, Sébastien Castelltort. Estimating regional flood discharge during Palaeocene-Eocene global warming. Scientific Reports, 2018; 8 (1) DOI: 10.1038/s41598-018-31076-3
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