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Gli ultimi 300 anni, dominati dall'esplosione industriale e tecnologica hanno visto un incremento straordinario dell'impatto dell'uomo sull'ambiente con conseguenze non sempre prevedibili.
Gli indizi recentemente rilevati di un forte aumento del diossido di carbonio nell'atmosfera forse correlato con un incremento della temperatura media
del pianeta, destano preoccupazione:
per la prima volta siamo di fronte all'eventualità che l'attività umana contribuisca, in modo parziale o dominante, a modificare il clima
terrestre a livello globale.
Il clima è
l'insieme delle condizioni atmosferiche (temperatura, umidità, pressione, venti...) medie
che caratterizzano una determinata regione geografica.
L’Organizzazione Meteorologica ha stabilito che la durata minima delle serie di dati continui per poter individuare delle caratteristiche climatiche di una
località
è
di 30 anni.
le evidenze Scioglimento dei ghiacci
Corriere della sera (19 Marzo 2002)
Antartide:“Le immagini del satellite hanno rivelato il crollo dalla Penisola Antartica di una lastra di ghiaccio denominata Larsen B. Il crollo dei 3250 km² di ghiaccio è l’ultimo evento registrato in una regione dell’Antartide dove un riscaldamento senza precedenti negli ultimi 50 anni sta modificando l’aspetto del continente bianco…”
le evidenze Variazioni
di
temperatura
negli
oceani
PESCI TROPICALI IN SICILIA, BOOM DI ARRIVI DAL MAR ROSSO 11 Feb 04
Un centinaio le specie migrate, rapporto dell’Icram
mette in guardia sulla quantità in aumento in rapporto ai cambiamenti climatici.
”La cosa più importante non è trovare le specie ma il fatto
che si stanno affermando in termini di biomassa, cioè di quantità. Il che significa che è in atto un fenomeno di
acclimatazione di queste specie a scapito della biodiversità
del Mediterraneo”.
L'entrata di specie tropicali, ma soprattutto il nuovo fenomeno dell'espansione verso il cuore del Mediterraneo ''è un segnale fondamentale degli effetti che i cambiamenti climatici stanno provocando sull'ambiente, …………………..
le evidenze variazioni del livello del mare
Lohachara, piccola isola nella Baia del Bengala. 10,000 persone sono state evacuate a causa dell’innalzamento del
livello del mare.
le evidenze eventi estremi
Oscillazioni climatiche repentine e violente sono gli aspetti eclatanti del clima del Pianeta in questi ultimi anni
Il nocciolo
della
questione
Se tutto continua così, dicono i modellisti, il futuro climatico sarà veramente ostile per l'attuale distribuzione della flora e fauna.
Verità
o allarmismo ?
Si tratta di un tema indubbiamente molto complicato ed è
estremamente importante fare riferimento a dati precisi che sono statisticamente rilevanti e consolidati. Vengono date risposte spesso dettate
da
preconcetti, interessi particolari, paura o ignoranza piuttosto che da un’autentica ricerca della verità.
paleoclima
Lo studio del clima del passato potrebbe essere chiarificante per comprendere la sua variabilità naturale: le leggi, i tempi, la periodicità in assenza di qualsiasi perturbazione ad opera del l'uomo.
Una ottimale conoscenza del clima naturale potrebbe pertanto contribuire ad una migliore conoscenza dell'impatto antropico sul clima.
Variabilità climatica naturale del sistema o
colpa dell’attività dell’uomo?
documentazione metereologica
strumentale (2-3 secoli)
Come si studia il paleoclima?
documentazione metereologica strumentale (2-3 secoli)
documentazione storica (pochi millenni)
fonti bibliografiche
Documentazione geologica (da secoli a miliardi di anni)
archivi naturali -
Le singole particelle si depositano sul fondo del mare formando degli strati
i sedimenti marini sono particelle derivanti da processi biologici e fisici
sulla terra e nel mare. Si tratta di granuli rocciosi, precipitati chimici (cristalli), resti organogeni (gusci e
scheletri di organismi morti), frammenti vulcanici e materiali di
origine extra-terrestre. Essi vengono trasportati dai fiumi, dal ghiaccio,
dal vento, ecc...
La biblioteca climatica della terra
I sedimenti marini
121 m
38 m
210 m
Gross Tonnage: 57,500 t
Accommodation: 150p
I principali progetti internazionali:
• Project Mohole
(1958-1966)• Deep
Sea
Drilling
Project (1968-1983)• Ocean
Drilling
Program (1985-2003)• Integrated
Ocean
Drilling
Program (2003-oggi)
CHIKYUCHIKYU
Scientific Target
Riser DrillingRiser Drilling
1000m
Sea Floor
2000m
3000m
4000m
5000m
6000m
Marine Riser and BOPMarine Riser and BOP
Chikyu drilling
Carotaggi
perforazioni che permettono di ottenere informazioni su sedimenti fino a circa 200 milioni di anni fa (età della più antica crosta oceanica).
I sedimenti marini
Studiare i vari strati di una perforazione in mare significa andare indietro nel tempo e quindi ricostruire gli scenari climatici che si sono succeduti sul nostro Pianeta
Ogni strato corrisponde ad un determinato
ambiente.
Lo studio dei vari granuli, del loro
contenuto fossilifero, delle loro proprietà fisico
-chimiche permette di ricavare indirettamente le
informazioni inerenti all’ambiente, alla vita
biologica ed alle condizioni climatiche in
cui si sono formati
Le successioni sedimentarie recuperate dai fondali oceanici rappresentano un grande archivio naturale: gli strati sono le pagine della storia climatica del nostro pianeta
più antico
più recente
associazioni di clima freddo
associazioni di clima temperato
associazioni di clima caldo
Determinate specie sono diagnostiche di determinate fasce climatiche
le diverse specie richiedono habitat ben specifici
essi sono sensibili a/indicatori di :Temperatura e Salinità
Stratificazione delle acque
Tenore di nutrienti
Foraminiferi
la loro geochimica riflette quella della massa d’acqua
G. bulloides
18
O/16
O carb.
- 18
O/16
O standard δ18
O carbonato = -------------------------------------------- x 100018
O/16
O standard
T = 17.0 -
4.52 (δc
-
δw
) + 0.003 (δc
-
δw
)2
Il Rapporto Mg/Ca
nei gusci dei Foraminiferi è
in relazione alla temperatura della massa d’acqua del loro habitat
1.500 mq di superficie interna12 m altezza, 18,5 diametro32 posti letto (16 persone periodo invernale)
Stazione Italo Francese “Concordia”Posizione: Lat. 75° 06’ 06” S - Long. 123° 23’ 42” EAltitudine: 3233 m. a.s.l.Distanza dalla costa: 1150 km.Capacità di alloggio estivo / invernale: 35/18
Si studia la composizione delle
bolle d’aria contenute nel ghiaccio
Sezione sottile di un livello di ghiaccio . Immagine al microscopio con luce polarizzata
Agli albori
Negli oceani primordiali, 3.8 miliardi di anni fa, compaiono i primi esseri viventi: batteri che probabilmente fissavano CO2 e Idrogeno rilasciando metano.
Stromatoliti archeane
L’ atmosfera era completamente priva di ossigeno (O2 ) ed estremamente arricchita in biossido di carbonio (CO2 ) e idrogeno (H2 ) rilasciati dell’intensa attività vulcanica che dominava sulla superficie terrestre causando un notevole effetto serra
Alla fine dell’Archeano, circa 2.8 miliardi di anni fa, avviene il passaggio ad una atmosfera ossigenata probabilmente dovuta all’apporto di cianobatteri, in grado di produrre ossigeno.
La super greenhouse del Cretacico medio
Altissimi valori di CO2,
più alti di quelli attuali!
Nessun gradiente
latitudinale di temperatura
Circolazione oceanica modificata
Sviluppo di una calotta glaciale permanente nell’Emisfero Nord.
3–2.5 milioni di anni fa
3–2.5 milioni di anni fa
Gli ultimi 3 Milioni di anni sono caratterizzati dall’alternarsi di stadi climatici glaciali e interglaciali con periodicità di 41.000 e 100.000 anni
Il clima della Terra e’ controllato dalle variazioni della sua geometria orbitale. Le principali variazioni della posizione del nostro pianeta attorno al sole sono in grado di indurre cambiamenti sul clima in quanto regolano la globale stagionale e latitudinale distribuzione dell’irradiazione solare sulla Terra.
Irraggiamento solare
eventi attribuiti al rilascio di materiale da parte di icebergs che dalla calotta glaciale sono scesi alle medie latitudini Questi eventi sono caratterizzati da riscaldamento rapido e graduale raffreddamento
Eventi rapidi (scala decadale e millenaria): Heinrich events
0
50
100
150
200
250
300
0510152025
temperatura
Tempo
(*1
000
a.)
Younger Dryas
Optimum climatico
20
10
0
L.G.M.
Little Ice Age
Dall’ultima glaciazione….ad oggi
Fine dell’ultimo massimo glaciale
(circa 18000 anni fa)
18000 anni fa, la parte settentrionale dell'Adriatico era terra emersa, la costa si estendeva fra Pescara e
Zara e il Po scorreva ai piedi dell'Appennino. Le Alpi erano sede di ghiacciai perenni ed il
livello dei mari era di 120m inferiore rispetto ad oggi
L'iniziale aumento di temperatura dell'Olocene raggiunse il suo massimo 9000 – 6000 anni fa (Optimum climatico).
È quella l'epoca dello sviluppo delle grandi civiltà del bacino del Mediterraneo, dagli Egiziani agli Ittiti.
In questo periodo nel Mediterraneo orientale si sono depositati i sapropels: sedimenti di colore scurocaratterizzati da un elevato contenuto in materia organica dovuto ad un aumento della produttività primaria in mare (fioriture algali per eccesso di nutrienti).
La piccola età
del ghiaccio
A partire dal 1500 e fino a circa la metà
del 1800 si
ebbe un periodo di raffreddamento che provocò un notevole incremento dei ghiacciai alpini: è
la
cosiddetta Piccola Età Glaciale, in cui furono
edificati imponenti apparati morenici
Il clima del nostro pianeta non è stabile: è cambiato, fin dalle sue origini, con tempi e modalità diversi.
La Terra nel corso della sua storia, ha attraversato periodi di grande freddo alternati a periodi molto caldi, ci sono state oscillazioni regolari e cicliche (in relazione alle variazioni dei parametri astronomici), mentre altre sono state rapide ed improvvise (scala centenaria e millenaria)
Le variazioni nel tempo delle concentrazioni di anidride carbonica (CO2), di metano (CH4) e della temperatura dell'aria, evidenziano che in alcuni momenti del passato, si sono avute condizioni climatiche estreme e che si sono ripetuti scenari climatici simili all'attuale. Il rapporto tra T e CO2 non è stato proporzionale nel tempo
La lezione del passato
Le domande aperteGli scenari del passato saranno replicati nel futuro?
Quale è l'importanza dell'intensità e della velocità con la quale avvengono i processi climatici?
Con che modalità e tempistica la variabilità climatica e l'impatto antropico influenzano gli ecosistemi marini e terrestri (estinzioni/adattamento)
Incongruenze nel legame di causa-effetto tra variazioni di CO2 e variazioni di temperatura
è aumentata prima la CO2 o la T?
Il rapporto tra variazioni di CO2 e di T non è stato sempre proporzionale (alle stesse emissioni di CO2 non corrisponde un corrispondente riscaldamento)
Problemi aperti…
Cambiamenti nell’atmosfera:Composizione, circolazioneCambiamenti nella
radiazione solare incidenteNuvole: albedo, assorbimento, precipitazioni
Interazione biosfera-suolo
Interazione atmosfera-suolo
Strati ghiacciati
Attività umaneGhiacci marini
Interazione atmosfera-ghiacci
Scambi di calore
Interazione Vento-superficie
AccoppiamentoGhiacci-oceano
Idrosfera: laghi e fiumi
Biosfera
Criosfera: ghiacci marini, strati ghiacciati, ghiacciai
Superficie terrestre
Ghiacciai
Cambiamenti negli oceani:Circolazione, Livello del mare, Biogeochimica
Cambiamenti nel/sul suolo:Orografia, Uso del suolo, Vegetazione, Ecosistemi
Il clima è il risultato di molti processi che interagiscono tra loro
E’ il complesso equilibrio tra atmosfera oceano e biosfera che regola e determina le relazioni fra il sistema
climatico e gli ecosistemi marini e
terrestri.
I processi sono complessi: presentano differenti scale temporalialcuni hanno carattere “non fisico”
Quale ruolo giocano i gas serra?
L’immissione in atmosfera di elevate quantità di
anidride carbonica (CO2 ) e altri gas serra, dovuta alle attività industriali, ha potenziato l’effetto serra
naturale.
Cosa determina il clima: la circolazione atmosferica
•
L’energia
radiante
che
dal
Sole giunge
alla
Terra viene
“ridistribuita”
dalla
circolazione
atmosferica
e da
quella
degli
oceani
anticicloni
anticiclonialisei
alisei
Immagine da /www.Immagine da /www.meteorologyclimatemeteorologyclimate..comcom
Come sarà il clima del futuro?
Definire
un modello
significa
formulare
le equazioni
principali che regolano la dinamica delle variabili climatiche.
Un modello climatico è
una versione del sistema Terra elaborato al computer che rappresenta le leggi fisiche e le interazioni chimiche nel miglior modo possibile.
Scenari
e previsioni
Previsione di aumento della temperature media globale, considerando vari scenari di
emissione.
La scienza a nostra disposizione, è all’inizio del suo cammino di
comprensione del sistema climatico. Tanto nella definizione di quali
sono i dettagli di questo meccanismo quanto nello specificare quali
sono le interazioni tra le varie parti che lo compongono. Quindi la
previsione del clima futuro è effettivamente a tutt’oggi materia di ricerca
scientifica in corso, con molti punti che ancora devono essere chiariti.
Ma è giusto prendere decisioni quando non c’è certezza sulle cause?
Qual è l'atteggiamento più ragionevole per affrontare questi problemi? Con quali criteri prendere le decisioni a cui siamo chiamati?
Qui il tema necessariamente travalica i limiti del metodo scientifico e viene messo in evidenza il problema del rapporto dell’uomo con l’ambiente e con la gestione delle risorse del nostro pianeta per il benessere di tutti.
Non si tratta di rinunciare a utilizzare le risorse ma di farlo con temperanza e prudenza, consapevoli dei limiti delle nostre conoscenze e riconoscendo la natura come dono prezioso affidato alla nostra cura e responsabilità.
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