Antichi semi di papavero e legno di salice offrono indizi sull'ultimo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia e uno sguardo su un futuro più caldo

TheConversation

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Quando abbiamo focalizzato il nostro microscopio sul campione di terreno per la prima volta, sono apparsi frammenti di materiale organico:un minuscolo seme di papavero, l'occhio composto di un insetto, rametti di salice spezzati e spore di muschio.Sfere di colore scuro prodotte da funghi del suolo dominavano la nostra vista.

Questi erano inconfondibilmente i resti di un ecosistema della tundra artica – e la prova che l’intera calotta glaciale della Groenlandia è scomparsa più recentemente di quanto si creda.

Questi minuscoli indizi di vita passata provenivano da un luogo molto improbabile: una manciata di terreno sepolto sotto 2 miglia di ghiaccio sotto la sommità della calotta glaciale della Groenlandia.Le proiezioni del futuro scioglimento della calotta glaciale non sono ambigue:Quando il ghiaccio sarà scomparso in cima, almeno il 90% del ghiaccio della Groenlandia si sarà sciolto.

Four maps of Greenland show ice loss at various stages, calculated by model
I risultati di un modello di calotta glaciale mostrano quanta parte della calotta glaciale della Groenlandia sopravvive quando il ghiaccio scompare dai siti di carotaggio del ghiaccio di Camp Century (punto bianco), GISP2 (punto rosso) e DYE-3 (punto nero). Modificato da Schaefer et al., 2016, Nature

Nel 1993, i trivellatori presenti sulla vetta completarono la carota di ghiaccio Greenland Ice Sheet Project 2, o GISP2, soprannominata la carota di ghiaccio Greenland Ice Sheet Project 2. macchina del tempo di due miglia.I semi, i ramoscelli e le spore che abbiamo trovato provenivano da pochi centimetri di terreno sul fondo di quel nucleo: terreno che era stato nascosto e asciutto, intatto per tre decenni in un luogo senza finestre. Impianto di stoccaggio del Colorado.

La nostra nuova analisi si basa sul lavoro di altri che, negli ultimi dieci anni, lo hanno fatto ha scalfito la convinzione che la calotta glaciale della Groenlandia era presente ininterrottamente da almeno 2,6 milioni di anni fa, quando iniziarono le ere glaciali del Pleistocene.Nel 2016, gli scienziati che misuravano isotopi rari nella roccia da sopra e da sotto il campione di terreno GISP2 hanno utilizzato modelli per suggerire che il ghiaccio fosse scomparso almeno una volta negli ultimi 1,1 milioni di anni.

Ora, trovando resti di tundra ben conservati, abbiamo confermato che la calotta glaciale della Groenlandia si era effettivamente sciolta in precedenza ed aveva esposto la terra sotto la vetta abbastanza a lungo. affinché il terreno si formi e affinché la tundra cresca lì.Ciò ci dice che la calotta glaciale è fragile e potrebbe sciogliersi nuovamente.

Drill dome on Greenland ice sheet
Il campo di perforazione del ghiaccio GISP2 al vertice della calotta glaciale della Groenlandia ha una temperatura media oggi di meno 7 gradi Fahrenheit (meno 22 gradi Celsius). Cristina Massey, CC BY
A rocky landscape with ice nearby.
I resti di piante congelate suggeriscono che il centro della Groenlandia probabilmente un tempo assomigliava a questa tundra rocciosa secca, fotografata nella Groenlandia nord-occidentale. Paul Bierman/Università del Vermont, CC BY-ND

Un paesaggio con papaveri artici e muschi artici

A occhio nudo, i minuscoli frammenti della vita passata sono insignificanti: macchie scure, fluttuanti tra granelli lucenti di limo e sabbia.Ma, al microscopio, la storia che raccontano è sorprendente.Insieme, i semi, le megaspore e le parti di insetti dipingono l’immagine di un ambiente freddo, secco e roccioso che esisteva negli ultimi milioni di anni.

In superficie, tra le rocce, crescevano i papaveri artici.In cima a ogni stelo di questa piccola ma tenace erba, un singolo fiore a coppa seguiva il sole attraverso il cielo per sfruttare al massimo la luce di ogni giorno.

A photo of a yellow poppy next to a photo of a seed
Il seme che abbiamo trovato nel terreno ghiacciato recuperato da meno di 2 miglia di ghiaccio, a destra, proviene da un papavero artico, a sinistra. Arterra/Universal Images Group tramite Getty Images (a sinistra), Halley Mastro/Università del Vermont (a destra)

Minuscoli insetti ronzavano sopra tappeti di minuscolo muschio di roccia, strisciando sulla superficie ghiaiosa e portando spore in estate.

A photo of spike moss and a photo shot under a microscope showing spheres that are spores.
Moderno muschio di roccia (a sinistra) e megaspore di muschio di roccia (sfere marrone chiaro, a destra) dal campione di terreno GISP2. J.F.Clovis/Per gentile concessione della Smithsonian Institution (a sinistra), Halley Mastro/Università del Vermont (a destra)

Nel terreno roccioso c’erano sfere scure chiamate sclerozi, prodotte da funghi che si alleano con le radici delle piante nel terreno per aiutare entrambe a ottenere i nutrienti di cui hanno bisogno.Nelle vicinanze, gli arbusti di salice si sono adattati alla vita nell'aspra tundra con le loro piccole dimensioni e i peli pelosi che ricoprono i loro steli.

A photo of Arctic willow shrubs, which look nothing like willow trees, and a photo of a tiny wood piece under a microscope.
Tre frammenti di legno, mostrati al microscopio elettronico ad alta potenza, a destra, erano salici artici – non provenienti da grandi alberi ma piuttosto resti di arbusti alti fino alle caviglie, a sinistra, che caratterizzano oggi la tundra della Groenlandia. Pietro Prokosch;(a sinistra), Barry Rock/Università del New Hampshire (a destra)

Ciascuno di questi esseri viventi ha lasciato indizi in quella manciata di terreno: prove che ci dicono che il ghiaccio della Groenlandia un tempo era stato sostituito da un resistente ecosistema di tundra.

Il ghiaccio della Groenlandia è fragile

Le nostre scoperte, pubblicate l'8 agosto5, 2024, nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, dimostrano che il ghiaccio della Groenlandia è vulnerabile allo scioglimento a concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica inferiori a quelle attuali.Le preoccupazioni su questa vulnerabilità hanno spinto gli scienziati a studiare la calotta glaciale dagli anni '50.

Negli anni ’60, un team di ingegneri estrasse la prima carota di ghiaccio profonda del mondo Campo Secolo, UN base militare a propulsione nucleare costruito nella calotta glaciale a oltre 100 miglia dalla costa nordoccidentale della Groenlandia.Studiarono il ghiaccio, ma non sapevano che farsene dei pezzi di roccia e di terreno sollevati con il fondo del carotaggio.Quelli sono stati archiviati e poi persi fino al 2019, quando lo sono stati riscoperto nel congelatore del laboratorio.Il nostro team era tra gli scienziati chiamati ad analizzarli.

A man in a fur-lined coat removes a long ice core about as wide as his hand
George Linkletter, che lavora per gli Stati UnitiIl Laboratorio di ricerca e ingegneria delle regioni fredde del Corpo degli Ingegneri dell'Esercito, esamina un pezzo di carota di ghiaccio nella trincea scientifica di Camp Century.La base fu chiusa nel 1966. NOI.Fotografia dell'esercito

Nel terreno di Camp Century abbiamo trovato anche resti di piante e insetti che erano stati congelato sotto il ghiaccio.Utilizzando isotopi rari e tecniche di luminescenza, siamo riusciti a datarli ad un periodo circa 400.000 anni fa, quando le temperature erano simili a oggi.

Two microscope images show tiny plant parts. One a moss stem and the other a sedge seed.
Resti splendidamente conservati di muschio di 400.000 anni fa, a sinistra, e un seme di carice, a destra – trovati nel nucleo del terreno sotto la calotta glaciale della Groenlandia a Camp Century – aiutano a raccontare la storia di ciò che viveva lì quando il ghiaccio era andata. Halley Mastro/Università del Vermont

Un'altra carota di ghiaccio, DYE-3, proveniente dal sud della Groenlandia, conteneva DNA dimostrando che le foreste di abeti rossi coprivano quella parte dell'isola ad un certo punto negli ultimi milioni di anni.

Le prove biologiche dimostrano in modo convincente la fragilità della calotta glaciale della Groenlandia.Insieme, i risultati di tre carote di ghiaccio possono significare solo una cosa:Con la possibile eccezione di alcune aree montuose a est, il ghiaccio deve essersi sciolto sull'intera isola negli ultimi milioni di anni.

Perdere la calotta glaciale

Quando il ghiaccio della Groenlandia scomparirà, la geografia del mondo cambierà – e questo sarà un problema per l’umanità.

Con lo scioglimento della calotta glaciale, il livello del mare alla fine aumenterà di oltre 23 piedi le città costiere saranno inondate.La maggior parte di Miami sarà sott’acqua, così come gran parte di Boston, New York, Mumbai e Giakarta.

A 3D map of Boston showing sea level if most of Greenland melted. It covers most of the city and surrounding areas.
Ecco come si presenterebbero 5 metri di innalzamento del livello del mare a Boston. Architettura 2030

Oggi il livello del mare sta salendo a più di un pollice ogni decennio, e in alcuni punti, molte volte più velocemente.Entro il 2100, quando i bambini di oggi diventeranno nonni, il livello del mare in tutto il mondo sarà probabilmente più alto di diversi metri.

Usare il passato per comprendere il futuro

La rapida perdita di ghiaccio sta cambiando l’Artico.I dati sugli ecosistemi del passato, come quelli che abbiamo raccolto sotto il ghiaccio della Groenlandia, aiutano gli scienziati a capire come cambierà l’ecologia dell’Artico con il riscaldamento del clima.

Quando le temperature aumentano, la neve bianca brillante si scioglie e il ghiaccio si restringe, esponendo rocce scure e terreno che assorbono il calore del sole.L'Artico lo è diventando più verde con ogni anno che passa, scongelamento del permafrost sottostante e rilasciando più carbonio che riscalderà ulteriormente il pianeta.

Gli autori condividono le loro ricerche e le immagini della perforazione del carotaggio nel ghiaccio.Quincy Massey-Bierman/Università del Vermont.

I cambiamenti climatici causati dall’uomo stanno riscaldando l’Artico e la Groenlandia oltre le temperature che hanno sperimentato per milioni di anni. Per salvare il ghiaccio della Groenlandia, gli studi dimostrano che il mondo dovrà fermare le emissioni di gas serra provenienti dai suoi sistemi energetici e ridurre i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera.

Comprendere le condizioni ambientali che hanno innescato l’ultima scomparsa della calotta glaciale e il modo in cui la vita in Groenlandia ha reagito sarà cruciale per valutare i rischi futuri che la calotta glaciale e le comunità costiere di tutto il mondo dovranno affrontare.

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