Lo spostamento dell’asse di rotazione terrestre, determinato anticamente dai processi innescati dalla progressiva ritirata dei ghiacciai, è in grado di modulare l’altezza del livello del mare a causa delle complesse interazioni tra le varie componenti del sistema Terra durante le deglaciazioni.
È quanto emerge dallo studio “Earth’s rotation impacted the mid-Holocene sea-level highstand”, appena pubblicato sulla rivista scientifica ‘Communications Earth & Environment’ da un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), dell’Università di Salisburgo e del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna.
La ricerca ha riguardato, in particolare, i cosiddetti “highstand” dell’Olocene, ovvero le evidenze di un aumento del livello del mare fino a un livello più alto di quello attuale osservate tipicamente alle medie e alle basse latitudini, in zone costiere lontane dalle antiche calotte glaciali.
Al culmine dell’ultima era glaciale, circa 21.000 anni fa, immense calotte di ghiaccio coprivano il Nord America e il Nord Europa, mentre il livello medio degli oceani era circa 130 metri più basso di quello odierno. Con la progressiva ritirata dei ghiacciai, una enorme quantità di acqua di fusione si è riversata negli oceani, ma il loro livello non è aumentato ovunque in modo uniforme. Infatti, la risposta della Terra solida alle sollecitazioni dovute ai carichi agenti sulla sua superficie e l’attrazione gravitazionale reciproca fra oceani e ghiacciai hanno fatto sì che lo scioglimento delle grandi calotte continentali producesse una complessa distribuzione di aumento e diminuzione del livello degli oceani.
Lo spostamento di enormi masse dalle calotte continentali agli oceani ha anche determinato una progressiva migrazione dell’asse di rotazione terrestre, che si è spostato in direzione della Baia di Hudson, vicino alla costa nord-orientale del Canada.
Questi fenomeni, noti nel loro insieme come “aggiustamento glacio-isostatico” (Glacial Isostatic Adjustment, o GIA), sono descritti quantitativamente da modelli fisici in grado di spiegare molto bene l’andamento generale delle osservazioni geologiche dei livelli del mare nel passato: ciò nonostante, alcuni aspetti della distribuzione nello spazio e nel tempo delle antiche linee di costa restano ancora oggi poco chiari.
“Con il nostro studio abbiamo analizzato per la prima volta in modo sistematico l’effetto della deriva del polo di rotazione terrestre sulla formazione degli highstand”, spiega Daniele Melini, ricercatore dell’INGV e primo autore dell’articolo. “I risultati, ottenuti mediante modelli numerici, hanno mostrato che lo spostamento dell’asse di rotazione dovuto alla deglaciazione modula l’altezza degli highstand, e in alcune regioni del globo può addirittura essere il meccanismo che determina la loro comparsa (o la loro assenza)”.
In particolare, la deriva del polo di rotazione aumenta l’altezza degli highstand nell’Atlantico sud-occidentale, nel Pacifico nord-orientale e nell’Oceano Indiano settentrionale, e la diminuisce nell'Oceano Indiano meridionale e in alcune zone del Pacifico.
L’analisi di dati geologici dei livelli marini passati conferma le indicazioni dei modelli fisici: nelle regioni in cui essi indicano un effetto di amplificazione da parte della rotazione terrestre, gli highstand risultano, in media, più alti rispetto a quelli nelle regioni in cui i modelli prevedono invece un indebolimento.
“I dati sulle antiche linee di costa in regioni lontane dalle calotte glaciali del Pleistocene sono sempre più numerosi e di migliore qualità. Questi risultati ci permettono di comprendere meglio i meccanismi fisici che determinano le variazioni del livello del mare durante un ciclo glaciale, risultando quindi di notevole importanza nell’interpretazione futura di nuovi dati”, conclude Giorgio Spada, Professore del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna e co-autore dell’articolo.
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Figura: La figura mostra l’altezza massima del livello del mare tra 2000 e 8000 anni fa, prevista dai modelli numerici, sia includendo l’effetto della deriva del polo di rotazione terrestre (in alto) che ignorandolo (in basso). Il confronto fra le due simulazioni mostra come l’effetto della deriva del polo sia essenziale per la comparsa degli highstand lungo la costa asiatica del Pacifico.