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Le cause che durante un Era glaciale spingono il clima terrestre ad avere cicli di avanzamento e scioglimento dei ghiacci non sono ancora chiare e sono ancora oggetto di studio, ma hanno sicuramente un ruolo chiave i cambiamenti periodici dell'orbita terrestre intorno al Sole noti come cicli di Milanković, le variazioni dell'attività solare, le eruzioni vulcaniche e l'eventuale impatto di meteoriti. Ecco qualcuna di queste ipotesi.
Le variazioni periodiche dell'eccentricità dell'orbita della Terra, dell'inclinazione dell' asse come pure la sua precessione, fenomeni noti nel loro complesso come cicli di Milanković, non sembrano poter essere identificati come fattori scatenanti di una Era Glaciale, quanto piuttosto in grado di influenzare notevolmente il susseguirsi dei periodi glaciali e soprattutto degli interglaciali all'interno di una singola Era glaciale.
L'ipotesi è che le glaciazioni siano legate ai cicli astronomici relativi alla forma dell'orbita terrestre, all'inclinazione e all'orientamento dell'asse terrestre. In particolare la forma dell'orbita terrestre varia in un periodo di 100 000 anni (lo stesso intervallo esistente fra due glaciazioni successive) da un ellisse a un cerchio, modificando la distanza Terra-Sole. L'inclinazione dell' asse terrestre, che varia con un periodo di 41 000 anni, influisce sull'intensità delle stagioni, per cui maggiore è il valore dell'inclinazione più calde sono le estati e più freddi gli inverni. L'orientamento dell'asse, invece, cambia con un periodo di 23 000 anni, determinando la precessione degli equinozi, il fenomeno per cui in un emisfero si sposta il punto dell'orbita in cui cade l'estate, da più vicino a più lontano rispetto al Sole e viceversa. Sembra però che oltre a queste cause astronomiche concorrano altri fattori, che includono le correnti oceaniche e la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera.
L'emissione della radiazione solare, conseguenza dell'attività solare, non ha un andamento costante nel tempo, ma segue dei cicli principali di undici anni. In aggiunta a questo andamento naturale vi è la variazione del numero e della quantità delle macchie solari, la cui attività ha un influsso diretto sulla quantità di radiazione inviata verso la terra e di conseguenza sulla temperatura della superficie terrestre.
Tali variazioni da sole non sono in grado di dare l'avvio ad una glaciazione, ma possono dare un contributo alla sua intensità e durata quando sono in coincidenza con alcune delle altre possibili cause già evidenziate.
Recenti studi su una delle ultime glaciazioni, avvenuta circa 74.000 anni fa, ipotizzano un'altra teoria sulle possibili cause di una glaciazione. È possibile, infatti, che un'intensa attività vulcanica o anche una pioggia di meteoriti abbiano innalzato una coltre di gas e polveri in grado di respingere molti dei raggi solari, abbassando così la temperatura.
La presenza di ceneri finissime nell'atmosfera dovute ad importanti eruzioni vulcaniche ridurrebbero drasticamente le radiazioni solari. Tuttavia, per quanto possano essere state intense le eruzioni, non sembra che abbiano interessato l'intera atmosfera, perciò resta difficile spiegare il fatto che le grandi glaciazioni si siano avute contemporaneamente in tutto il pianeta.
Qualcuno ha avanzato l'ipotesi che tra Sole e Terra si siano interposte delle nebulose di tale densità da ridurre l'intensità delle radiazioni, con conseguenti abbassamenti delle temperature. Con tali ipotesi si spiegherebbe la contemporaneità delle glaciazioni in tutto il globo e la loro non periodicità nel manifestarsi. Purtroppo non vi è modo di dimostrare che il fenomeno sia effettivamente accaduto più volte nella vita della Terra.
La forma e la disposizione dei continenti influenzano le correnti marine e la circolazione delle masse d’aria, a loro volta responsabili degli scambi del calore su tutto il pianeta. La tettonica delle placche, quindi, esercita un ruolo importantissimo nell’innescare modificazioni climatiche. Le glaciazioni quaternarie, in particolare, secondo le più recenti teorie sarebbero state innescate dalla separazione dei continenti, in particolare dal distacco dell’Antartide, e dalla conseguente stabilizzazione della corrente circumantartica, che impedisce scambi di calore con le più calde zone equatoriali e tropicali.
Le ipotesi sono tante e di diversa natura, ma nessuna soddisfa alla domanda sui motivi che hanno regolato l'esistenza delle varie glaciazioni.
Probabilmente, come in tanti campi della fisica terrestre inclusa la meteorologia, le cause potrebbero essere diverse e interdipendenti. Il sapere il perché di tanti fenomeni permetterebbe anche di formulare delle previsioni a medio e lungo termine, cominciando dalla meteorologia, che non ci consente, nonostante il monitoraggio continuo di tanti decenni, di far delle previsioni oltre i tre giorni.
Ormai da qualche anno c’è un dibattito sui cambiamenti climatici. Alcuni propendono per un riscaldamento dovuto a cause antropiche, altri pensano invece che ci si stia avviando verso un raffreddamento del clima come già avvenuto storicamente durante il periodo conosciuto come Piccola Era Glaciale (PEG), supportati dal fatto che ora come allora i cicli solari erano estremamente deboli. In effetti da più di diciassette anni il clima non si sta riscaldando ed anzi ci sono segni che la temperatura stia scendendo e ci stiamo avviando verso un raffreddamento la cui durata non è quantificabile ne come calo delle temperature ne come lunghezza temporale. Sappiamo però che sia le piccole che le grandi ere glaciali iniziano nella stessa maniera, con un aumento delle precipitazioni ed un progressivo calo delle temperature.
Per cercare di capire quale potrebbe essere il futuro dell’umanità è importante vedere cosa è accaduto nel passato. È indispensabile rifarsi alla PEG per valutare i fenomeni che si sono manifestati durante il suo avvio ed il suo svolgersi ma in questo caso parlerò di quello che accadde durante l’Era Glaciale che ci ha preceduto e che ha visto l’affermarsi dell’uomo moderno a scapito dell’uomo di Neanderthal. Tutto questo è avvenuto durante l’ultima glaciazione che per noi Europei continentali è conosciuta come glaciale di Würm.
Il tutto cominciò circa 100 mila anni fa alla fine dell’interglaciale Riss-Würm (Riss è il glaciale precedente) un interglaciale più caldo di quello che stiamo vivendo con una fauna da clima temperato caldo. Poi rapidamente iniziò un raffreddamento assolutamente comparabile a quello che avvenne all’inizio della PEG. Un aumento delle precipitazioni e un progressivo calo delle temperature. Questo portò ad un aumento dei ghiacciai alpini ed a un leggero spostamento verso quote più basse della vegetazione e della fauna.
All’inizio, il calo delle temperature fu probabilmente di un paio di gradi. Tutto questo avvenne in cicli successivi come quelli storici dei minimi conosciuti di Wolf-Sporer-Maunder-Dalton alternati da riscaldamenti che però erano successivamente sempre più deboli ed avviando il clima verso un raffreddamento progressivo.
Questa fase si protrasse per migliaia di anni con un calo delle temperature di circa 4° rispetto alle temperature medie moderne ma di circa 6° rispetto all’interglaciale precedente.
A tutto questo contribuì un sicuro calo dell’attività solare con un aumento dei raggi cosmici che oltre ad aumentare la nuvolosità provocarono l’incremento delle precipitazioni sempre più spesso nevose e di conseguenza ad un effetto albedo in continuo aumento.
Il tutto è dimostrato da elementi come l’Ossigeno 18 il ed il berillio 10 ritrovati nelle calotte di ghiaccio prelevate in profondità dai ghiacciai Groenlandesi e Antartici. Si sa infatti che sono i raggi cosmici a formare questi elementi.
Orbene la glaciazione progredì tra alti e bassi ancora per migliaia di anni con un continuo incremento delle masse glaciali ed uno spostamento della calotta artica molto più a sud conglomerando nella banchisa Islanda, Scozia, Norvegia e spingendosi complessivamente più a sud di oltre mille Km.
La prima fase del Würm vide come unico elemento umano in Europa l’uomo di Neanderthal un nostro stretto parente.
Era più basso di noi molto robusto e tutt’altro che stupido. Si era progressivamente adattato al clima freddo dell’era glaciale già dalla glaciazione precedente assumendo un fisico compatto che diminuisce la dispersione del calore corporeo, un naso estremamente voluminoso atto a scaldare l’aria prima che questa giungesse ai polmoni.
Era un cacciatore abilissimo che cacciava con lance robuste munite di punte in selce non tanto gettandole ma spingendole nel corpo della selvaggina. Dalle fratture riscontrate sui resti scheletrici del Neanderthal si è notato che corrispondono alle fratture dei cowboy che praticano il rodeo e questo fa pensare che il contatto uomo selvatico fosse molto ravvicinato ed estremamente violento.
Nel frattempo l’uomo moderno era uscito dall’Africa e si stava espandendo in medio oriente e successivamente in Asia. Ma circa 75.000 anni fa accadde un fatto che portò l’uomo sull’orlo dell’estinzione.
Sull’isola di Sumatra si ebbe una super eruzione di un vulcano conosciuto come Toba.
La quantità di cenere e gas sulfurei fu cosi grande che provocò un raffreddamento climatico con l’aggravio di piogge acide durato decenni. Si valuta che l’uomo (sia il Neanderthal, sia il moderno) si sia veramente avvicinato al rischio di estinzione (forse non c’erano più di 10.000 individui in tutto il mondo).
Da qui partì la fase glaciale più acuta.
Le temperature scesero ancora di un altro paio di gradi, i ghiacciai alpini si espansero fino a giungere in pianura Padana e le riprese della temperatura furono limitatissime.
Gli oceani si abbassarono di un ottantina di metri. Si passava a piedi la Manica e lo stretto di Messina, l’Adriatico finiva all’altezza del Molise.
Gli uomini di Neanderthal dovettero spostarsi nel sud della Francia, in Spagna ed in Italia meridionale ma anche sulle coste Liguri. Probabilmente si trattava di poche migliaia di individui. L’ambiente offriva del resto limitatissime risorse, pochissima fauna e la vegetazione anche in Italia era quella che si trova ora nella taiga siberiana.
Il nord Italia in quel periodo veniva frequentato solamente nel periodo estivo ma le fasi di spostamento potevano avvenire solamente in primavera verso nord ed in autunno verso sud in modo che gli immensi acquitrini che si trovavano in val Padana fossero gelati e permettessero il transito dei gruppi di cacciatori. Questo lo si è appurato dallo sviluppo dei denti degli erbivori giovani cacciati, che riportano con esattezza la cattura all’estate ed all’inizio dell’autunno.
Le Alpi ma anche gli Appennini erano, sopra i 300-400 metri di quota, delle praterie alpine con radi alberi di mugo e salici. La fascia collinare era costituita da pinete, abetaie e faggete mentre la pianura Padana era come dicevo una palude alternata da foreste di leccio e betulla.
La fauna di conseguenza si era spostata molto in basso. Le marmotte, il campagnolo delle nevi, il gallo forcello, nonché stambecchi e camosci vivevano sulle prime pendici collinari. Il limite delle nevi perenni era sui 1400mt di quota (ora è sui 3400 mt).
Questo accadeva anche sull’Appennino anche se un poco più in alto di quota.
Da ricerche fatte sul cromosoma Y umano si è appurato che circa 45 mila anni fa l’uomo moderno già esistente in Asia centrale, si era spostato verso l’Europa.
Scelse per farlo un periodo un po’ meno freddo conosciuto come interstadiale di Gottweig (ma ai nostri standard pur sempre freddissimo), attraverso le pianure Russe ed est Europee.
In Italia giunse circa 40 mila anni fa (uno dei primissimi siti Europei si trova a Fumane in provincia di Verona). Portò con se l’arte figurativa, armi molto più efficienti, come la zagaglia, le punte di lancia in corno, un industria litica molto più razionale ed avanzata che sfruttava meglio la selce e soprattutto il getta lancia o propulsore. Un attrezzo a cui veniva agganciata l’estremità posteriore della lancia ed allungando il braccio consentiva di ottenere velocità e gittata maggiori che lo ponevano in netto vantaggio rispetto al cugino Neanderthal.
Ci vollero circa 10 mila anni perché prevalesse sul suo parente meno evoluto. Non sappiamo se ottenne la sua supremazia solo con una miglior tecnologia ed una miglior capacita intellettiva ma fatto è che si trovò senza concorrenti ad affrontare la fase più acuta in assoluto della glaciazione di Würm.
Infatti circa 25-26 mila anni fa le temperature scesero ulteriormente oltre 10 gradi in meno di quelle attuali. Durante l’inverno il catino padano che si estendeva quasi fino al Gargano poteva arrivare a superare i 40° gradi sotto zero. Gli oceani ed i mari si abbassarono di oltre 100 mt. Le calotte si spinsero verso l’equatore di migliaia di Km giungendo quella artica fino alla Bretagna e in America fino a New York.
Sulle Alpi si instaurò un campo di alte pressioni semipermanente ed il clima per la scarsissima evaporazione (dovuta alle basse temperature, alle superfici ghiacciate, alla ridotta superficie degli oceani) divenne estremamente arido.
Dalle pianure Asiatiche giungevano venti freddissimi ed asciutti che depositavano un pulviscolo di terriccio(il Loess) su tutta l’Europa.
Circa 15 mila anni fa il clima cominciò a riscaldarsi e lo fece molto rapidamente. I ghiacciai alpini si sciolsero e con impressionante velocità facendo aumentare la portata dei fiumi a livelli di decine di volte oltre la portata attuale. Questo interstadiale viene chiamato di Allerod. La pianura Padana ed altre pianure costiere aggiunsero decine di metri in spessore ai depositi preesistenti.
Ma non era ancora finita: circa 12 mila anni fa giunse un nuovo rapidissimo raffreddamento.
Le temperature scesero di 5-6 gradi e i ghiacciai ripresero vigore e le conseguenze furono gravissime sia per la fauna, sia per l’uomo.
Questo periodo è conosciuto come Dryas “recente” (Younger Dryas) e durò solo mille anni, pochi sul metro geologico ma tantissimi per chi dovette viverli.
Si estinse così la grande fauna e l’uomo si ridusse in numero.
Poi tutto fini, le temperature si ripresero, finì il paleolitico ed iniziò l’Olocene, ci avviammo verso l’agricoltura e verso le grandi scoperte che portarono l’uomo incontro alla civiltà.
Sono passati quasi 11 mila anni da allora, il tempo medio di durata di un interglaciale (caldo).
La glaciazione Würm rappresenta l'effetto prodotto dall'ultima glaciazione su una zona specifica come le Alpi, ma per convenzione essa viene estesa anche a livello globale come l'equivalente di ultimo periodo glaciale, il più recente periodo glaciale compreso nell'attuale era glaciale, avvenuto nel Pleistocene, iniziato circa 110.000 anni fa e terminato circa 9.600 - 9.700 a.C. Durante questo periodo ci furono molti mutamenti tra l'avanzamento e l'arretramento dei ghiacciai. La massima estensione della glaciazione avvenne approssimativamente 18.000 anni fa. Mentre il modello generale di raffreddamento globale e l'avanzamento dei ghiacciai fu simile, le differenze locali nello sviluppo dell'avanzamento e arretramento rendono difficile confrontare i dettagli da continente a continente.
L'ultimo periodo glaciale viene talvolta colloquialmente indicato come "ultima era glaciale", sebbene questo uso sia inesatto perché un'era glaciale è un lasso di tempo molto più lungo di temperature fredde in cui i ghiacciai continentali coprono vaste zone della Terra, come la regione antartica. I periodi glaciali invece, si riferiscono a fasi più fredde all'interno di un'era glaciale separati da periodi interglaciali. Perciò, la fine dell'ultimo periodo glaciale non rappresenta necessariamente la fine dell'ultima era glaciale.
La fine dell'ultimo periodo glaciale avvenne circa 12.500 anni fa, mentre la fine dell'ultima era glaciale potrebbe non essere ancora avvenuta: piccole prove indicano un arresto del ciclo glaciale-interglaciale degli ultimi milioni di anni.
L'ultimo periodo glaciale è la parte più conosciuta dell'attuale era glaciale, ed è stato intensivamente studiato nel Nord America, Eurasia settentrionale, Himalaya e in altre regioni che in passato erano ghiacciate.
La glaciazione Würm (o glaciazione di Würm o del Würm) prende il nome dal fiume Würm delle zone alpine della Baviera (Germania), che segna approssimativamente l'avanzamento massimo del ghiacciaio in questo periodo glaciale particolare.
La glaciazione venne così chiamata da A. Penck ed E. Brückner (1901-1909), dal nome di un affluente del Danubio, come le glaciazioni alpine precedenti (Riss, Mindel, Günz e Danubio stessa).
All'inizio del XIX secolo, le Alpi sono state la zona dove venne condotta da Louis Agassiz la prima sistematica ricerca scientifica sulle ere glaciali. Qui fu intensivamente studiata la glaciazione Würm dell'ultimo periodo glaciale. La Palinologia, cioè l'analisi statistica dei pollini di piante fossilizzate trovati nei depositi geologici, fornisce la cronistoria dei mutamenti drammatici nell'ambiente europeo durante la glaciazione Würm. Al suo culmine, circa 24.000–10.000 anni fa, la maggior parte dell'Europa occidentale e centrale e l'Eurasia era una steppa-tundra aperta, mentre le Alpi presentavano compatte calotte glaciali e ghiacciai montani. La Scandinavia e gran parte delle isole Britanniche si trovavano sotto una coltre di ghiaccio.
Durante il Würm, il Ghiacciaio del Rodano copriva l'intero altopiano occidentale della Svizzera, raggiungendo le regioni attuali di Solothurn e Aarau. Nella regione di Berna esso si veniva a fondere con il ghiacciaio dell'Aar. Il ghiacciaio del Reno è attualmente oggetto di studi più dettagliati. I ghiacciai della Reuss e della Limmat avanzavano talvolta fino al Giura. I ghiacciai montani e pedemontani modellavano il territorio asportando via virtualmente tutte le tracce delle precedenti glaciazioni di Günz e Mindel, depositando morene di base e morene terminali di differenti fasi di ritrazione e depositi di loess, e spostando e ri-depositando le ghiaie attraverso i fiumi che scendevano dai ghiacciai. Al di sotto della superficie, essi ebbero un'influenza profonda e duratura sul calore geotermico e sulle tipologie di flusso delle acque sotterranee.
Oggi i ghiacciai occupano 1\10 di tutte le terre emerse,ma durante la storia della Terra hanno avuto superfici più grandi. In particolare nell’ultimo milione di anni per almeno 11 volte si sono estesi per poi contrarsi di nuovo,arrivando ad occupare nel massimo della loro espansione 1\3 della superficie emersa. Durante l'ultima glaciazione, detta del Wurm, che iniziò 75 000 anni fa e conobbe il suo acme intorno a 20 000 anni fa, l'Europa era ricoperta da una coltre di ghiacci spessa 2000-3000 metri che dal polo Nord scendeva fino alla latitudine di Londra.
Nello stesso periodo le Alpi erano coperte sul versante settentrionale da un'unica calotta di ghiaccio che si estendeva fino al Rodano, mentre sul versante italiano le lunghissime lingue dei ghiacciai arrivavano fino alla pianura, scavando gli alvei degli odierni laghi glaciali (Maggiore, d'lseo, di Como, di Garda). In Piemonte allo sbocco della valle di Susa la fronte del ghiacciaio formò con i detriti morenici le colline di Avigliana e Rivoli; mentre il ghiacciaio della Valle d'Aosta giungeva fino all'attuale Ivrea, dove è rimasta intatta la morena laterale sinistra (la Serra d'lvrea). L'immenso ghiacciaio del Garda, invece, ha lasciato come testimonianza della sua massima estensione la morena frontale, che oggi delimita insieme ai detriti di precedenti glaciazioni la riva meridionale.
I ghiacciai rappresentano una riserva di acqua dolce «fissata» in forma solida, che pertanto viene sottratta al normale ciclo che lega i mari all'atmosfera e ai continenti attraverso i processi di evaporazione e di precipitazione. Di conseguenza durante le glaciazioni i mari regrediscono, mentre il contrario avviene nei periodi postglaciali. Al culmine dell'ultima glaciazione l'abbassamento marino arrivò fino a 100 metri, tant'è che 20000 anni fa laddove oggi troviamo lo stretto di Bering una continuità di terre collegava l'America settentrionale all' Asia.
In Italia la pianura padana si estendeva per tutta la parte settentrionale dell' Adriatico.
L'inversione climatica che dette l'avvio all'attuale periodo postglaciale, chiamato Olocene, iniziò secondo la maggior parte degli scienziati circa 15 000 anni fa. L'anno 8300 a. C. segna convenzionalmente per i climatologi la fine dell'ultima glaciazione.
Negli ultimi diecimila anni dell' attuale periodo postglaciale il clima ha subìto delle variazioni, a cui i ghiacciai hanno risposto con fasi alterne di avanzate e ritiri. L'iniziale aumento di temperatura dell'Olocene raggiunse l'acme nel 5000 a. C., quando la Terra conobbe l'optimum climatico, il clima più mite mai registrato fino a oggi. È quella l'epoca delle grandi civiltà del bacino del Mediterraneo, dagli Egiziani agli Ittiti. Successivamente, intorno all'anno 1000 a. c., il clima divenne più fresco e più umido, con una leggera avanzata dei ghiacciai. Questa situazione permase fino all' 800 dell'era Cristiana, quando il clima divenne più mite e i ghiacciai tornarono a ritirarsi. Cinquecento anni dopo, intorno al 1300 d. c.,la temperatura si abbassò di nuovo e iniziò il periodo più freddo di tutto l'Olocene: la «piccola età glaciale» che durò tre secoli (1590-1850).
In questo periodo si ebbe un' avanzata dei ghiacciai, che nei territori alpini invasero i terreni coltivati e distrussero case e villaggi. Il clima influì tristemente sull'agricoltura (nelle estati più fredde il grano non giungeva a maturazione e la spiga verde marciva sullo stelo), provocando carestie che ridussero di un terzo la popolazione dell'Europa. A metà del secolo scorso un'inversione climatica fece registrare un aumento della temperatura che portò all'inizio di questo secolo a un nuovo piccolo optimum climatico con una conseguente brusca regressione dei ghiacciai. La situazione permase invariata fino al 1960, quando iniziò una nuova espansione in seguito alla quale il ghiacciaio della Brenva sul Monte Bianco avanzò di 400 metri in 20 anni. Dal 1986 questa' tendenza pare attenuarsi e alcuni ghiacciai sono in regressione.
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