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Cambiamenti Orbitali:Vulcani nei fondali marini possono modificare il Clima;DETTAGLI

Nuovi dati mostrano modelli sorprendentemente regolari di attività vulcanica nel fondo marino, da settimane a migliaia di anni, che sono collegati ai cambiamenti orbitali.

Vaste gamme di vulcani nascosti sotto gli oceani vengono etichettati dagli scienziati per essere i giganti gentili del pianeta, che trasudano lava in maniera lenta, ma con tassi costanti lungo le dorsali medio-oceaniche.

Ma un nuovo studio mostra che divampano in cicli sorprendentemente regolari, che vanno da due settimane a 100 mila anni, e si movimentano quasi esclusivamente durante i primi sei mesi di ogni anno.

Gli impulsi, apparentemente legati a cambiamenti di breve e lungo termine nell'orbita terrestre, e al livello del mare, possono aiutare a innescare le oscillazioni climatiche naturali. Gli scienziati hanno già ipotizzato che i cicli vulcanici terrestri, che emettono grandi quantità di anidride carbonica, potrebbero influenzare il clima; ma fino ad ora non vi era alcuna prova dei vulcani sottomarini. Lo studio appare questa settimana sulla rivista Geophysical Research Letters.

"La gente ha ignorato i fondali vulcanici sull'idea che la loro influenza è piccola, perché si presume che siano in uno stato stazionario, che invece non gli appartiene", ha detto l'autore dello studio, il geofisico marino Maya Tolstoy, della Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory. "Rispondono a entrambe, le forze molto grandi e quelli molto piccole, che ci dicono che abbiamo bisogno di guardare a loro molto più da vicino."

Le dorsali medio-oceaniche vulcanicamente attive attraversano i fondali della terra come cuciture su una palla da baseball, che si estendeno per circa 37.000 chilometri. Sono crescenti bordi delle placche tettoniche giganti; nello spingere fuori lava, formano nuove aree di fondale marino, che comprendono circa l'80% della crosta del pianeta. La saggezza popolare sostiene che scoppiano a una velocità abbastanza costante, ma Tolstoj ritiene che le creste sono in realtà ora in una fase di espansione.

Anche per questo, producono forse otto volte più lava ogni anno dei vulcani terrestri. Grazie alla chimica dei magmi, si pensa che l'anidride carbonica emessa attualmente è circa la stessa, o forse un poco meno, di quella emessa dai vulcani di terra, cioè circa 88 milioni di tonnellate all'anno.

Alcuni scienziati pensano che i vulcani possono agire di concerto con i cicli di Milankovitch, ripetendo cambiamenti nella forma dell'orbita solare della terra, e l'inclinazione e la direzione del suo asse, per produrre improvvisamente una altalena di periodi caldi e freddi. Il principale è un ciclo di 100.000 anni, in cui l'orbita del pianeta intorno al Sole cambia da più o meno un cerchio annuale, in un'ellisse che porta ogni anno più vicino o più lontano dal sole. Ere glaciali sembrano potersi costruire attraverso la maggior parte del ciclo; ma poi le cose improvvisamente si riscaldano, con un back up vicino all'eccentricità di picco dell'orbita. Le cause non sono chiare...

I ricercatori hanno suggerito che, quando le calotte si sono costruite sulla terra, la pressione sui vulcani sottostanti ha fatto in modo che le eruzioni fossero soppresse. Ma quando il riscaldamento inizia, in qualche modo, e il ghiaccio comincia a sperimentare la fusione, rilascia la sua pressione, e le eruzioni hanno una impennata, espellendo CO2 che produce più riscaldamento, che fonde più ghiaccio, creando un effetto di auto-alimentazione che può portare il pianeta improvvisamente in un periodo caldo.

Uno studio del 2009 eseguito dalla Harvard University, dice che i vulcani terrestri in tutto il mondo infatti sono saliti da sei a otto volte nel corso dei livelli durante la più recente deglaciazione, da 12.000 a 7.000 anni fa. Il corollario sarebbe che i vulcani sottomarini fanno il contrario: come la terra si raffredda, il livello del mare puo cadere, perché tanto l'acqua viene bloccata in ghiaccio. Questo allevia la pressione sui vulcani sottomarini, che eruttano di più.

Ad un certo punto, potrebbe l'aumento di CO2 da eruzioni sottomarine avviare il riscaldamento che fonde il ghiaccio che ricopre vulcani sulla terra?

Questo è un mistero, anche perché le eruzioni sottomarine sono quasi impossibili da osservare. Tuttavia, i ricercatori di recente sono stati in grado di seguire da vicino 10 siti in Eruzione sottomarina utilizzando nuovi strumenti sismici sensibili. Essi hanno anche prodotto nuove mappe ad alta risoluzione che mostrano profili di colate laviche del passato, analizzando circa 25 anni di dati sismici da creste oceaniche nel Pacifico, Atlantico e Artico, oltre a mappe che mostrano l'attività passata nel sud del Pacifico.

I dati delle eruzioni a lungo termine, sviluppate su più di 700.000 anni, hanno mostrato che durante i periodi più freddi, quando i livelli del mare sono bassi, il vulcanismo sottomarino produce picchi, producendo bande visibili di colline. Quando la situazione si riscalda, e il livello del mare sale a livelli simili al presente, la lava erutta più lentamente, creando bande di bassa topografia. I ricercatori attribuiscono questo non solo al variare del livello del mare, ma più strettamente legandolo a variazioni dell'orbita terrestre. Quando l'orbita è più ellittica, la Terra viene spremuta, e le dorsali medio-oceaniche, costrette dalla forza gravitazionale del sole, variano di velocità rapidamente, mentre in un giro quotidiano un processo pensa a tendere e a massaggiare il magma sottomarino verso l'alto, contribuendo ad aprire le crepe tettoniche che lo rilasciano. Quando l'orbita è abbastanza (anche se non completamente) circolare, come è ora, l'effetto spremitura è ridotto al minimo, e ci sono meno eruzioni.

Le forze gravitazionali...

L'idea che a distanza le forze gravitazionali possano influenzare il vulcanismo, è rispecchiata dai dati a breve termine, secondo i ricercatori. I dati sismici suggeriscono che oggi i vulcani sottomarini hanno impulso alla vita soprattutto nei periodi che vengono ogni due settimane. Questo è il momento in cui si combina con la gravità della luna e del sole, causando il raggiungimento dei punti più bassi delle maree oceaniche, e così sottilmente allevia la pressione sui vulcani sottomarini.

I segnali sismici interpretati come eruzioni, seguite dalle basse maree quindicinali, sono su otto dei nove siti oggetto dello studio. Inoltre, i ricercatori hanno rilevato che tutte le eruzioni moderne conosciute si verificano da gennaio a giugno. Gennaio è il mese in cui la Terra è più vicina al sole, luglio, quando è più lontana, un periodo simile a quell'effetto spremitura spiegato in precedenza, e che si vede nei cicli a lungo termine. "Se si guardano le eruzioni attuali, i vulcani rispondono anche a forze molto più piccole di quelle che potrebbero guidare il clima".

Lo studio potrebbe avere importanti implicazioni per una migliore quantificazione e caratterizzazione della nostra valutazione delle variazioni climatiche su scale clicliche da decennali, a decine a centinaia di migliaia di anni.

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