Attività vulcanica e cambiamenti climatici storici della Terra: un nuovo studio

Alcuni scienziati della University of Texas di Austin Jackson School of Geosciences, hanno condotto un nuovo studio il quale suggerisce che l'attività vulcanica relativa ai movimenti delle placche tettoniche potrebbe avere innescato importanti cambiamenti climatici nel corso della storia della Terra.

La ricerca ha indagato i cambiamenti a lungo termine nel clima del pianeta e ha scoperto che, nel corso degli ultimi 720 milioni di anni, i periodi di maggiore attività dei vulcani lungo gli archi continentali coincidono con le più calde condizioni di effetto serra.

Una questione infatti da risolvere nella storia climatica della Terra è il perché il nostro pianeta abbia oscillato tra i periodi di maggiore copertura di ghiaccio e quelli in cui ad esempio la sua regione polare era addirittura priva di tale copertura. Bene, lo studio si è concentrato su questo e i risultati hanno mostrato una significativa correlazione tra i periodi di maggiore attività dei vulcani lungo gli archi continentali e le condizioni più calde da una parte, mentre dall'altra i periodi in cui i vulcani erano meno attivi coincidevano con condizioni climatiche più fredde.

Ricordiamo che gli archi vulcanici continentali sono sistemi in cui le due placche tettoniche si incontrano e quelle oceaniche scendono sotto la placca continentale, formando zone di subduzione attive ai margini continentali. Durante la formazione delle zone di subduzione, il magma si mescola con il carbone altrimenti intrappolato all'interno della crosta terrestre. In seguito alle eruzioni vulcaniche, l'anidride carbonica viene rilasciato nell'atmosfera.

"I sistemi ad arco continentali tendono ad interagire con il serbatoio di rocce di carbonio conservate sotto la superficie", ha detto Ryan McKenzie, un ricercatore post-dottorato presso il Jackson School. Si conosce da molto tempo ormai l'importanza che l'anidride carbonica nell'atmosfera del pianeta riveste sul clima. Tuttavia, secondo McKenzie, una domanda che aveva bisogno di risposta era cosa esattamente ha causato le fluttuazioni di anidride carbonica osservate nei registri geologici e questa ricerca mette a fuoco la quantità di anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera, piuttosto che la quantità rimossa da esso.

Gli scienziati hanno usato quasi 200 studi pubblicati, una grande quantità di lavoro sul campo e altri dati per creare un database globale da cui ricostruire la storia vulcanica dei margini continentali nel corso degli ultimi 720 milioni di anni. "La parte distintiva del nostro studio è che abbiamo preso in considerazione una lunga storia geologica attraverso molteplici eventi serra-raffreddamento", ha detto il co-autore dello studio Brian Horton, un professore nel Dipartimento di Scienze geologiche di Jackson School. Il minerale zircone può essere utilizzato per tenere traccia del tipo di vulcanismo preso in esame, in quanto è meno comune in altri tipi di località vulcaniche. I ricercatori hanno esaminato i dati di circa 120000 grani di zircone da migliaia di campioni. "Stavamo in pratica cercando cambiamenti nella produzione di zirconio sui diversi continenti nel corso della storia della Terra scoprendo come tali cambiamenti corrispondono alle varie transizioni effetto serra/ghiaccio, ha detto McKenzie.

In ultima analisi, si è trovato che durante gli intervalli di produzione di alta zircone abbiamo condizioni di serra, quando invece la produzione di zircone diminuisce, notiamo un cambiamento nella direzione opposta, verso cioè un raffreddamento, una riduzione dell'effetto serra. La ricerca ha dimostrato dunque che i periodi di raffreddamento coincidono con "l'assemblaggio" del supercontinente Terra, mentre i più caldi periodi "serra" con quelli di maggiore vulcanismo e disfacimento continentale.

Riferimenti:

"Continental arc volcanism as the principal driver of icehouse-greenhouse variability" - N. Ryan McKenzie, Brian K. Horton, Shannon E. Loomis, Daniel F. Stockli, Noah J. Planavsky, Cin-Ty A. Lee - Science (2016) - DOI: 10.1126/science.aad5787