L’orbita terrestre causa un’era glaciale ogni 100 mila anni, anche senza l’Uomo

La storia della Terra è una montagna russa di fluttuazioni climatiche, con un relativo calore che lascia il posto a periodi di glaciazione prima di risalire verso i climi più temperati che viviamo oggi.

Cosa scateni questi periodi di glaciazione, o ere glaciali, è difficile da stabilire, anche se da tempo i ricercatori sospettano fortemente che siano coinvolte stranezze dell’orbita terrestre intorno al Sole. L’articolo originale è stato pubblicato su Science.

Una nuova ricerca ha dimostrato la relazione precisa tra le passate ere glaciali e ogni oscillazione, inclinazione e angolo del percorso del pianeta, aprendo un nuovo strumento per prevedere le future fluttuazioni del nostro clima globale.

“Il legame tra le lievi variazioni dell’inclinazione assiale e della geometria orbitale e la cera e il tramonto delle calotte glaciali continentali rappresenta uno dei misteri più antichi della scienza del clima”, ha spiegato a ScienceAlert lo scienziato terrestre Stephen Barker dell’Università di Cardiff, nel Regno Unito.

I cicli della rivoluzione terrestre attorno a sole

“Come tale, rappresenta una lacuna fondamentale nella nostra comprensione del sistema climatico. Aumentare la nostra consapevolezza di come funziona il sistema climatico dinamico della Terra è fondamentale se vogliamo essere in grado di prevedere come il clima potrebbe cambiare in futuro”.

L’orbita della Terra intorno al Sole non è perfettamente simmetrica. Ha una forma un po’ ovale, definita eccentricità orbitale, con il Sole decentrato nell’ovale, il che significa che la distanza della Terra dal Sole cambia nel corso dell’anno.

La posizione dell’ovale nello spazio si sposta un po’ a ogni orbita; la chiamiamo precessione orbitale.

Infine, l’inclinazione dell’asse di rotazione della Terra, una proprietà nota come obliquità, cambia durante la sua orbita intorno al Sole.

È noto da tempo che queste diverse proprietà del rapporto del nostro pianeta con il Sole determinano cicli di climi più caldi e più freddi, con cambiamenti periodici nei diversi aspetti dell’orbita terrestre che influenzano la distribuzione stagionale e geografica della luce solare.

Conosciuti collettivamente come cicli di Milankovitch, questi cambiamenti periodici si verificano all’incirca ogni 20.000, 40.000, 100.000 e 400.000 anni, ma individuare quali aspetti dell’orbita terrestre sono coinvolti nelle fluttuazioni del clima non è un compito facile.

“Il clima della Terra è un sistema interconnesso di processi complessi, che agiscono tutti insieme per produrre i cambiamenti che osserviamo”, ha detto Barker. “Modellare questi cambiamenti su scale temporali rilevanti per i cicli glaciali richiede molta potenza di elaborazione, oltre al fatto che i processi stessi sono difficili da quantificare e modellare in modo indipendente”.

Ad esempio, esistono due cicli molto ravvicinati: la precessione a 21.000 anni e la seconda armonica dell’obliquità a 20.500 anni. Nessuno è stato in grado di stabilire un legame chiaro tra uno di questi cicli e la fine di un’era glaciale.

Inoltre, negli ultimi 800.000 anni, le ere glaciali sono terminate ogni 100.000 anni e gli scienziati non sono riusciti a trovare la causa di questo ciclo.

Barker e i suoi colleghi hanno iniziato ad analizzare i cambiamenti dei rapporti isotopici dell’ossigeno nelle profondità marine negli ultimi 800.000 anni, conservati negli esoscheletri fossili di minuscoli organismi marini chiamati foraminiferi. Questi cambiamenti possono essere utilizzati per mappare le variazioni di volume dei ghiacci continentali, o lastre di ghiaccio, una metrica chiave per studiare la glaciazione passata della Terra.

Con queste informazioni, i ricercatori hanno creato un grafico dettagliato dei cicli di glaciazione, confrontando due idiosincrasie dell’orbita terrestre: la precessione e l’obliquità. È emerso un modello sorprendente. Le fasi critiche delle transizioni tra periodi glaciali e interglaciali corrispondevano a una particolare relazione tra precessione e obliquità.

Un grafico che mostra i legami tra glaciazione, deglaciazione, precessione e obliquità. (Barker et al., Science, 2025)

La deglaciazione – la fine di un’era glaciale – sembra intimamente legata a una relazione tra precessione e obliquità; ma è l’obliquità da sola a essere responsabile dell’inizio di un’era glaciale.

Questo, secondo i ricercatori, spiega il ciclo di 100.000 anni. Ed era tutto lì, nascosto in bella vista.

“Sono rimasto davvero entusiasta quando ho visto la relazione tra lo sfasamento orbitale e la forma della curva climatica in queste note transizioni”, ha detto Barker.
“Le curve che stiamo esaminando esistono da decenni e sono state esaminate migliaia di volte (anche da me), eppure la relazione che abbiamo trovato (che è facile da vedere quando viene evidenziata) era rimasta quasi nascosta prima d’ora”.

Studi precedenti hanno sostenuto che i tempi di inizio delle ere glaciali sono più casuali. Il lavoro del suo team dimostra che è deterministico, il che significa che ora abbiamo uno strumento che ci permette di prevedere quando le ere glaciali si verificheranno in futuro.

L’obliquità della Terra sta attualmente diminuendo verso un minimo, che raggiungerà tra circa 11.000 anni; secondo i calcoli del team, la prossima era glaciale inizierà prima di allora.

Si tratta di informazioni di vitale importanza per comprendere gli effetti futuri e a lungo termine dell’attuale attività umana, ha detto Barker.

“Secondo gli ultimi rapporti dell’IPCC, l’uomo ha già iniziato ad alterare il corso del clima allontanandolo dalla sua traiettoria naturale con l’emissione di gas serra”, ha spiegato.

Questo significa che le decisioni che prendiamo ora avranno conseguenze anche nel lontano futuro”. Attualmente, le proiezioni dei cambiamenti climatici futuri sono valutate rispetto alle condizioni moderne (o preindustriali).

“Ma crediamo che per apprezzare appieno la reale portata dei cambiamenti futuri, questi debbano essere confrontati con ciò che sarebbe potuto accadere in un futuro ipotetico, libero dall’influenza dell’uomo. Pertanto, speriamo di creare migliori previsioni della futura variabilità climatica naturale per quantificare la possibile influenza umana nei prossimi millenni”.