A caccia di aria fossile

Dalle profondità della calotta antartica affiorano bolle d’aria rimaste intrappolate per centinaia di migliaia di anni. Una macchina del tempo naturale che racconta i segreti del clima passato — e forse ci aiuta a immaginare quello futuro

di Stefano Urbini

I campioni di aria fossile più noti sono quelli che si trovano sui ghiacciai perenni . Qui sono rimasti intrappolati nella trasformazione della coltre nevosa in ghiaccio.

Nelle calotte polari di ghiaccio ce n’è in abbondanza, accumulato e depositato qui nell’arco di migliaia di anni senza essersi mai fuso. Qui prelevando campioni di ghiaccio a diverse profondità è possibile “andare indietro nel tempo”. I ghiacci più profondi e più vicini al substrato roccioso possono essere antichissimi e possono conservare al loro interno polveri, aerosol, isotopi, bolle d’aria e qualunque altra particella presente nell’atmosfera al momento della loro formazione.

Come si raccolgono i campioni?

Per estrarre i campioni a diverse profondità gli scienziati utilizzano sofisticati e costosi macchinari che ritagliano delle carote di ghiaccio, cilindri del diametro di 10 cm e lunghi diversi metri che possono arrivare a profondità considerevoli.

Non tutti i ghiacci però sono uguali. Solo in luoghi particolarmente stabili e freddi, come il plateau antartico, il ghiaccio conserva in modo integro l’aria del passato. Per questo nel 2004, nel remoto sito di Concordia, un team europeo ha estratto una carota lunga oltre 3.200 metri, risalente a 840.000 anni fa. È stato il cuore del progetto EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica).

EPICA

Il progetto EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) è realizzato per la parte italiana dal Programma Nazionale di Ricerca in Antartide (PNRA, finanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca) dove l’INGV ha contribuito collaborando alle indagini geofisiche (radar e GPS) propedeutiche alla perforazione e che hanno portato alla scelta del sito.

Analizzando le bolle d’aria contenute nelle carote, i ricercatori misurano la concentrazione di gas serra come l’anidride carbonica (CO₂) e il metano (CH₄). Questi dati ci permettono di ricostruire i cicli climatici della Terra e capire quanto i valori attuali, influenzati dall’attività umana, siano fuori scala rispetto al passato.

Un risultato sconvolgente: i livelli di gas serra attuali non hanno precedenti in almeno otto cicli glaciali-interglaciali. Un segnale forte, che indica come l’intervento antropico stia alterando in modo profondo il bilancio energetico del pianeta.

Occorre investigare ulteriormente e trovare campioni che possano fornire informazioni sul clima, antecedenti a quelli determinati dai campioni di EPICA.

Il futuro: alla ricerca del ghiaccio più antico della Terra

Dopo il successo del progetto EPICA, la sfida si sposta ancora più lontano… nel tempo. L’obiettivo è ambizioso: recuperare una carota di ghiaccio che racchiuda l’aria più antica mai analizzata, risalente fino a 1,5 milioni di anni fa.

Questo nuovo progetto si chiama Beyond EPICA – Oldest Ice e riunisce 14 istituzioni di 10 Paesi europei, tra cui l’Italia, che partecipa attraverso il Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA). Tra gli enti coinvolti ci sono università come Ca’ Foscari Venezia, Firenze, Milano-Bicocca, il CNR e l’INGV, che contribuisce con le proprie competenze geofisiche.

Perché spingersi così indietro nel tempo? Perché prima di 800.000 anni fa, i cicli climatici della Terra erano diversi da quelli che conosciamo: più brevi, più frequenti. Comprendere cosa ne regolava l’alternanza può fornire nuove chiavi di lettura sul funzionamento profondo del sistema climatico terrestre.

Ma dove cercare questo ghiaccio primordiale? Dopo attente analisi, è stato individuato un possibile sito a circa 40 km da Concordia, in Antartide.

Credit: ©PNRANelle recenti spedizioni PNRA, è stato allestito un campo mobile sul posto e sono iniziate le prime prospezioni geofisiche: indagini radar, rilievi GPS, misure di temperatura nel ghiaccio. Se le condizioni si confermeranno favorevoli, si procederà con perforazioni di prova.

Solo allora, con grande cautela, inizierà la trivellazione vera e propria. L’obiettivo? Estrarre una nuova carota che possa raccontarci la storia più antica dell’atmosfera terrestre, un passo inedito verso la comprensione del nostro passato climatico e delle sue implicazioni future.