Se i dati raccolti possono essere utilizzati per costruire modelli climatici di alta qualità della Terra, possono essere applicati allo studio del clima antico di Marte e di altri mondi rocciosi.
Gli scienziati sostengono da tempo che le fluttuazioni periodiche del clima terrestre sono dovute a cambiamenti ciclici nella distribuzione della luce solare che raggiunge la sua superficie. Ciò è dovuto alla rotazione attorno all'asse, all'ellitticità dell'orbita e alle sottili interazioni gravitazionali con altri pianeti, asteroidi e corpi del sistema solare.
I percorsi planetari cambiano nel tempo e questo può cambiare la durata dei cicli. Ciò rende difficile per gli scienziati svelare ciò che ha causato molti antichi cambiamenti climatici. E, più nel passato, più forte è questo problema.
“Piccoli cambiamenti nel movimento di un pianeta influenzano gli altri. Nel corso dei millenni, questi cambiamenti entrano in risonanza tra loro e l'intero sistema si trasforma in un modo che non può essere previsto utilizzando nemmeno i calcoli matematici più avanzati , afferma Paul Olsen, geologo e paleontologo presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University (USA).
L'allineamento dei tre pianeti (Giove, Marte, Venere) e della Luna che hanno il maggiore impatto sull'orbita terrestre. Il prototipo dell'immagine era una fotografia dell'astronauta della NASA Scott Kelly, scattata il 7 ottobre 2015 dalla Stazione Spaziale Internazionale. Credito: Paul Olsen.
Fino ad ora, i ricercatori erano in grado di calcolare i movimenti relativi dei pianeti e la loro possibile influenza sul clima terrestre con sufficiente precisione in soli 60 milioni di anni, trascurabile rispetto ai 4,6 miliardi di anni di storia.
Tuttavia, Paul Olsen e il suo team hanno ora spinto quei limiti a un record di 200 milioni di anni fa. Nel 2018, confrontando i cambiamenti periodici negli antichi sedimenti raccolti in Arizona e nel New Jersey, i ricercatori hanno identificato un ciclo di 405.000 anni dell'orbita terrestre, che non sembra essere cambiato negli ultimi 200 milioni di anni - una sorta di metronomo da cui possono misurare tutti gli altri cicli.
Utilizzando gli stessi sedimenti, in un nuovo studio presentato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, i geologi riferiscono di aver trovato un periodo climatico ancora più lungo di 2,4 milioni di anni, che in precedenza era di 1,75 milioni di anni.
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Il geologo Paul Olsen del Parco Nazionale della Foresta Pietrificata dell'Arizona, dove 200 milioni di pietre aiutano a rivelare le orbite di alcuni dei pianeti del sistema solare. Credito: Kevin Krajick / Earth Institute, Columbia University.
Attraverso questi due importanti esperimenti, gli scienziati hanno appreso che i cambiamenti nei climi tropicali da umido a secco durante il periodo dei primi dinosauri, da circa 252 a 199 milioni di anni fa, si sono verificati in cicli orbitali di circa 20mila, 100mila e 400mila anni, così come un ciclo molto più lungo di 1,75 milioni di anni, che ora ha 2,4 milioni di anni. Secondo il team, questa differenza è causata dalla danza gravitazionale tra la Terra e Marte. "Questa differenza è l'impronta del caos nel sistema solare", afferma Paul Olsen.
Per testare i dati ottenuti sull'influenza del pianeta rosso sul clima terrestre, il team scientifico ha deciso di perforare campioni a latitudini più elevate da un antico lago al di là dei circoli paleartici o antartici.
Se i dati raccolti consentono di costruire modelli climatici di alta qualità della Terra, possono essere applicati allo studio del clima dell'antico Marte e di altri mondi rocciosi. "Ma più eccitante è l'opportunità di testare teorie così contrastanti come la possibile esistenza di un piano di materia oscura nella nostra Galassia, attraverso il quale passa periodicamente il sistema solare", gli autori del rapporto di studio.
Mappa digitale di elevazione dei sedimenti formatasi sul fondo di un lago circa 220 milioni di anni fa vicino a Flemington, New Jersey (USA). Credito: immagine LIDAR, US Geological Survey; colorazione digitale di Paul Olsen.
La ricerca paleoclimatica non solo rivela il passato, ma è anche direttamente correlata al presente. Sebbene il clima sia fortemente dipendente dall'orbita, è anche influenzato dalla quantità di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre. Ci stiamo ora avvicinando a un momento in cui i livelli di CO2 potrebbero essere alti come lo erano 200 milioni di anni fa. La combinazione dei dati darà ai climatologi l'opportunità di vedere l'interazione di tutti i fattori e aiuterà anche nella ricerca della vita su Marte e sugli esopianeti abitabili.
