Il clima terrestre ha continuato a oscillare anche durante la più estrema glaciazione planetaria della sua storia, contraddicendo decenni di ipotesi scientifiche che immaginavano un sistema climatico completamente paralizzato. La scoperta, basata sull'analisi di rocce eccezionalmente conservate in Scozia, rivela che persino in condizioni di "Terra a palla di neve" – quando ghiacci spessi ricoprivano il pianeta fino ai tropici – cicli climatici simili a quelli moderni continuavano a operare, offrendo nuove prospettive sulla resilienza intrinseca del sistema climatico terrestre.
Lo studio, pubblicato su Earth and Planetary Science Letters, si concentra sul Periodo Criogeniano, tra 720 e 635 milioni di anni fa, quando la Terra attraversò episodi glaciali così intensi da trasformarsi, vista dallo spazio, in una sfera candida quasi completamente ghiacciata. Durante la glaciazione Sturtiana, la più severa di queste fasi durata circa 57 milioni di anni, gli scienziati ritenevano che gli scambi tra atmosfera e oceani si fossero praticamente arrestati, sopprimendo ogni fluttuazione climatica a breve termine per milioni di anni.
La chiave per riscrivere questa narrazione si trova nelle Isole Garvellach, al largo della costa occidentale scozzese, dove affiorano sedimenti stratificati chiamati varve appartenenti alla Formazione di Port Askaig. Ogni sottile strato rappresenta un anno di deposizione sedimentaria, creando un archivio naturale straordinariamente dettagliato delle condizioni climatiche antiche. Il team guidato dalla dottoressa Chloe Griffin, ricercatrice in Scienze della Terra presso l'Università di Southampton, ha analizzato minuziosamente 2.600 singoli strati, ciascuno corrispondente a un anno specifico durante la glaciazione.
L'esame microscopico suggerisce che questi strati si formarono attraverso cicli stagionali di congelamento e disgelo in acque profonde e calme, protette sotto una copertura di ghiaccio. Applicando analisi statistiche alle variazioni di spessore tra i diversi strati, i ricercatori hanno identificato pattern ricorrenti con periodicità che vanno da pochi anni a diversi decenni. Come ha spiegato la dottoressa Griffin, "queste rocce agiscono come un registratore naturale di dati, documentando cambiamenti climatici anno dopo anno durante uno dei periodi più freddi della storia terrestre".
Thomas Gernon, professore di Scienze della Terra e Planetarie a Southampton e coautore dello studio, ha sottolineato l'importanza di questa scoperta: le rocce preservano l'intera gamma di ritmi climatici noti nel sistema attuale – stagioni annuali, cicli solari e oscillazioni interannuali – tutti attivi durante la Terra a palla di neve. Questa evidenza indica che il sistema climatico possiede una tendenza intrinseca all'oscillazione, anche in condizioni estreme, quando esistono le condizioni minime necessarie.
Per comprendere i meccanissi fisici che permettevano questa variabilità, il gruppo di ricerca ha condotto simulazioni climatiche di una Terra completamente ghiacciata. I modelli hanno dimostrato che se gli oceani fossero stati completamente sigillati sotto il ghiaccio, la maggior parte delle oscillazioni climatiche sarebbe stata effettivamente soppressa. Tuttavia, se anche solo il 15% circa della superficie oceanica fosse rimasto libero dai ghiacci, le interazioni tra atmosfera e oceano avrebbero potuto riprendere, generando i segnali climatici registrati nelle rocce scozzesi.
La dottoressa Minmin Fu, docente di Scienze del Clima a Southampton che ha guidato il lavoro di modellizzazione, ha evidenziato come non siano necessari vasti oceani aperti: anche aree limitate di acqua libera nelle regioni tropicali possono permettere l'operatività di modalità climatiche simili a quelle odierne. Questi risultati supportano l'ipotesi che la Terra a palla di neve non fosse sempre interamente congelata, ma fosse invece punteggiata da intervalli talvolta descritti come stati "slushball" (palla di neve fangosa) o "waterbelt" (cintura d'acqua), quando comparivano sacche di oceano aperto.
I ricercatori sottolineano però che tale variabilità rappresentava probabilmente l'eccezione piuttosto che la regola. Il professor Gernon ha spiegato che lo stato di fondo della Terra a palla di neve era estremamente freddo e stabile, e ciò che emerge dai dati scozzesi è probabilmente un disturbo di breve durata, della durata di migliaia di anni, sullo sfondo di un pianeta altrimenti profondamente congelato per decine di milioni di anni.
Il sito delle Isole Garvellach si è rivelato fondamentale per ricostruire questa storia climatica antica. Il dottor Elias Rugen, ricercatore a Southampton che ha lavorato su queste isole negli ultimi cinque anni, ha definito questi depositi tra i meglio conservati al mondo tra le rocce della Terra a palla di neve, permettendo di leggere la storia climatica di un pianeta ghiacciato con risoluzione annuale, un dettaglio temporale rarissimo per periodi così remoti della storia terrestre.
Comprendere il comportamento del clima terrestre durante la glaciazione più estrema offre implicazioni che si estendono ben oltre quell'era antica. Come ha concluso il professor Gernon, questo lavoro aiuta a comprendere quanto sia resiliente e al contempo sensibile il sistema climatico. Dimostra che anche nelle condizioni più estreme mai sperimentate dalla Terra, il sistema poteva essere rimesso in movimento. Questo ha profonde implicazioni su come i pianeti rispondano a perturbazioni maggiori, incluso il nostro nel futuro, offrendo una prospettiva geologica sulla capacità del sistema Terra di mantenere dinamiche interne anche sotto stress ambientali senza precedenti nella storia recente.