La Terra “Palla di Neve” non era (sempre) congelata: la teoria di Harvard riscrive la storia climatica

C’era una volta una Terra completamente ghiacciata. Dai poli all’equatore, oceani, continenti e atmosfera intrappolati in una morsa di gelo durata decine di milioni di anni. È la suggestiva immagine della cosiddetta “Snowball Earth”, la Terra Palla di Neve, uno degli episodi climatici più estremi e affascinanti nella storia del nostro pianeta. Eppure, qualcosa in questa storia non è mai tornato del tutto: i modelli climatici non riuscivano a spiegare come un pianeta interamente coperto di ghiaccio potesse restare tale per così tanto tempo senza un meccanismo che alla fine lo sbloccasse – e soprattutto senza che la vita aerobica collassasse del tutto. Ora un gruppo di ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences propone una soluzione elegante a questo paradosso: la Terra Palla di Neve non era congelata senza interruzioni. Era, invece, una sorta di altalena climatica – un ciclo ripetuto di gelo totale e disgelo, di ere glaciali e brevi intervalli torridi, che si succedevano per decine di milioni di anni come in un respiro lentissimo del pianeta. Lo studio, pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences e guidato dalla dottoranda Charlotte Minsky sotto la supervisione del professor Robin Wordsworth – Gordon McKay Professor of Environmental Science and Engineering – rivoluziona la nostra comprensione di uno degli eventi geologici più misteriosi del Precambriano. Il prezzo nascosto della transizione, così si può provare ad arginarlo Un’era glaciale lunga come l’eternità Siamo nel Periodo Criogeniano, tra 717 e 660 milioni di anni fa. I dinosauri non esistevano ancora. Le piante complesse nemmeno. La Terra ospitava forme di vita prevalentemente microbiche, eppure stava attraversando quello che sarebbe diventato il più lungo e intenso episodio di glaciazione della sua storia: la glaciazione Sturtica, dal nome delle rocce sedimentarie australiane in cui ne furono trovate le prime tracce. La domanda che ha tormentato i geologi per generazioni è sempre stata la stessa: com’è possibile che la Terra sia rimasta bloccata in quello stato per 56 milioni di anni? I modelli climatici standard, per quanto sofisticati, non riuscivano a riprodurre una glaciazione così lunga senza incorrere in contraddizioni fisiche. Era come se la matematica del clima dicesse: «Impossibile». La fusione nucleare conviene? Una campana stonata sull’energia La chiave sta nei vulcani canadesi La svolta di Minsky e colleghi nasce dall’uso di un modello accoppiato che simula simultaneamente il clima antico e il ciclo globale del carbonio – due sistemi che si influenzano a vicenda in modi sottili ma potentissimi. Il punto di partenza è la Franklin Large Igneous Province, una vasta regione vulcanica situata nel nord del Canada che, secondo le ricostruzioni geologiche, eruttò in modo massiccio proprio poco prima dell'inizio della glaciazione Sturtica. Quelle eruzioni riversarono nell’ambiente enormi quantità di basalto fresco, una roccia che reagisce chimicamente con l’atmosfera in modo molto particolare: quando il basalto si espone all’aria e all’acqua, assorbe anidride carbonica. Il processo si chiama alterazione chimica, o weathering, e può avere effetti climatici enormi su scale temporali geologiche. Le simulazioni del team di Harvard mostrano che questo assorbimento fu talmente intenso da ridurre drasticamente la concentrazione di CO₂ in atmosfera, innescando una glaciazione globale. Fin qui, niente di nuovo: questo meccanismo era già noto. La novità sta in quello che succede dopo. Una cascata di CO2 negli oceani: se crollano le correnti marine Gelo, disgelo, gelo, disgelo Man mano che il ghiaccio ricopriva la Terra, i processi vulcanici e altri meccanismi geologici continuavano lentamente a immettere CO₂ in atmosfera. Senza vegetazione né altri organismi in grado di assorbirla, la concentrazione di anidride carbonica risaliva gradualmente. Il clima si riscaldava. Il ghiaccio si ritirava. E a quel punto tornava in gioco il basalto: le nuove superfici di roccia vulcanica, di nuovo esposte all’atmosfera con il disgelo, riprendevano ad assorbire CO₂. La concentrazione calava di nuovo. Il pianeta tornava a gelare. Questo ciclo – gelo, disgelo, gelo, disgelo – si sarebbe ripetuto più volte nel corso dei 56 milioni di anni della glaciazione Sturtica, creando un’oscillazione tra fasi di “Snowball” totale e brevi intervalli caldi e privi di ghiaccio che i ricercatori definiscono “hothouse”, ovvero serre. L’immagine che emerge non è quella di un pianeta paralizzato in una morsa di ghiaccio perenne, ma di un sistema dinamico, pulsante, in continuo movimento tra due estremi opposti. In Toscana dorme un supervulcano. C’è una finestra sull’alba dei tempi I paradossi finalmente risolti Questo nuovo scenario ha il pregio di risolvere in un colpo solo diversi paradossi che avevano resistito a ogni tentativo di spiegazione. Il primo è ovviamente la durata: un ciclo ripetuto di congelamento e scongelamento è molto più compatibile con i modelli fisici del clima rispetto a un unico, ininterrotto stato di gelo globale. Il secondo riguarda i sedimenti. Le rocce di quel periodo mostrano pattern sedimentari particolari, con sequenze di depositi che sembrano alternare condizioni glaciali e non glaciali. Questi pattern trovano ora una spiegazione naturale nel modello oscillatorio proposto da Harvard. Il terzo paradosso – forse il più affascinante – riguarda l’ossigeno e la vita. Durante la glaciazione Sturtica, la vita aerobica non si estinse. Ma come potevano gli organismi che respirano ossigeno sopravvivere a 56 milioni di anni di gelo totale? Le simulazioni di Minsky mostrano che i ripetuti ritorni a condizioni calde e prive di ghiaccio potrebbero aver impedito un collasso totale dei livelli di ossigeno atmosferico. «Questo potrebbe aiutare a spiegare come la vita aerobica sia sopravvissuta a un intervallo climatico così estremo», ha dichiarato Minsky. In altre parole: la vita non resistette nonostante le oscillazioni, ma grazie a esse. Ogni disgelo era una boccata d’aria – letteralmente – per gli organismi che abitavano le acque superficiali del pianeta. SR-1 Freedom: la Nasa punta sulla propulsione nucleare per raggiungere Marte entro il 2028 Una storia da riscrivere Lo studio di Harvard non è solo una raffinata esercitazione di modellistica climatica. Rimette in discussione un’immagine iconica della storia della Terra che si è consolidata nei decenni e che ha plasmato il modo in cui pensiamo alle ere glaciali, all’evoluzione della vita e alla resilienza della biosfera. La Terra Palla di Neve resta uno degli eventi più drammatici e affascinanti della storia geologica del nostro pianeta. Ma era, a quanto pare, una palla di neve che si scioglieva e si riformava, in un ciclo ossessivo scandito dalla chimica delle rocce vulcaniche e dalla fisica dell’atmosfera. Un pianeta non paralizzato, ma in continuo, lentissimo movimento.