glaciazióne

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Definizione

sf. [sec. XX; dal latino glaciāre, ghiacciare]. Espansione di grandi coltri glaciali su vaste aree della superficie terrestre.

Geologia: le epoche glaciali

Le glaciazioni si sono manifestate in diverse epoche geologiche già a partire dal Precambriano; risultano però distribuite in modo discontinuo essendo intervallate da periodi molto lunghi . Una glaciazione comprende fasi alterne di avanzamento (periodi glaciali) e di ritiro dei ghiacci (periodi interglaciali), che nel loro insieme costituiscono un'epoca glaciale. L'intervallo di tempo tra glaciazioni successive viene anche suddiviso nelle fasi anaglaciale e cataglaciale. La documentazione dell'esistenza di epoche glaciali e l'entità della superficie coperta dai ghiacci è fornita dalle testimonianze fossili dell'azione morfologica dei ghiacciai riconoscibili in base allo studio dell'attuale attività glaciale. I primi studi sistematici sulle glaciazioni si sono avuti all'inizio del sec. XX e sono stati svolti da Penck e Brückner nella regione alpina. Costoro conclusero che durante l'ultima epoca glaciale, quella pleistocenica, si succedettero quattro periodi di espansione intervallati da tre di ritiro; le glaciazioni furono distinte con nomi tratti da corsi d'acqua del versante alpino settentrionale a partire dalla più antica, Günz, Mindel, Riss e Würm; gli interglaciali vennero invece indicati Günz-Mindel, Mindel-Riss e Riss-Würm. La ricerca estesa ad altre regioni europee prima, all'America Settentrionale e all'intero globo poi, ha portato al riconoscimento di grandi glaciazioni continentali cui sono state attribuite denominazioni diverse secondo le regioni interessate, come risulta dalla tabella. Nel Pleistocene inoltre si sono avute glaciazioni anche in altri continenti: in Asia dove i ghiacciai interessarono –sia pure con una coltre meno estesa che in Europa e in America – la Siberia; nell'America Meridionale, in Africa e in Australia le tracce delle espansioni glaciali si rinvengono solo nelle regioni montuose. Attualmente si concorda per lo più che durante l'ultima epoca glaciale si succedettero quattro o cinque (alcuni autori ammettono l'esistenza di una quinta glaciazione quella del Donau, Danubio, che avrebbe preceduto il Günz) periodi freddi maggiori, ma di questi solo tre o quattro sarebbero stati caratterizzati da notevoli espansioni delle coltri glaciali; inoltre nell'ambito di ognuno si sarebbero alternate in rapida successione fasi fredde e temperate. Per la datazione assoluta dei vari periodi sono stati impiegati vari metodi radioattivi e, limitatamente all'ultimo periodo glaciale, anche quello delle varve. Datare con precisione le glaciazioni più antiche del Quaternario non è agevole e i vari autori propongono valori abbastanza discordi; lo stesso, sia pure con scarti meno sensibili, accade per le glaciazioni successive. L'inizio dell'ultimo ritiro delle grandi coltri di ghiaccio, che sono arrivate a ricoprire fino al 30% della superficie attuale delle terre emerse, è quindi un fatto molto recente, ma si è svolto in modo e in tempi diversi alle varie latitudini: nelle Alpi, e in generale dove i ghiacciai erano di tipo vallivo, il ritiro è stato relativamente rapido, mentre per le grandi coltri dei ghiacciai continentali, anche per lo spessore della calotta, il fenomeno ha richiesto tempi molto più lunghi. Nell'Europa settentrionale l'espansione massima si ebbe nel corso del periodo Saale (=Rissiano) quando i ghiacci scendevano anche lungo l'attuale corso del Dnepr e del Don fin quasi al Mar Nero, mentre nell'ultima glaciazione, quella della Vistola (= Würmiano) giunse poco a S di Mosca, di Varsavia e di Berlino, come testimonia una cerchia di morene tuttora conservate. Il successivo ritiro avvenne per stadi e fu interrotto da un significativo episodio di temporanea avanzata dei ghiacci, documentato dalle morene del Brandeburgo, che viene fatto risalire a ca. 18.000 anni fa. Dopo questo episodio l'arretramento delle fronti glaciali si manifestò con ritmo più accelerato, se pure con intervallati piccoli episodi di avanzamento (verificatisi anche nei ghiacciai alpini) documentati da morene stadiali. Le glaciazioni pleistoceniche non sono però le uniche avvenute nel corso dei tempi geologici: la testimonianza di altre glaciazioni è fornita infatti dalla presenza di conglomerati di materiali non selezionati, analogamente ai depositi morenici, giacenti su superfici rocciose levigate e striate e denominati tilliti. A tali sedimenti sono ricollegati anche depositi ritmici interpretabili come varve e quindi da riconnettere a fenomeni glaciali. Nel Precambriano sono note tilliti nei conglomerati alla base dell'Huroniano nella regione dei Grandi Laghi dell'America Settentrionale; depositi glaciali riferibili al Precambriano superiore o al Cambriano inferiore sono stati rinvenuti inoltre in Cina, in Norvegia e in Svezia. Testimonianze più numerose si hanno però nell'emisfero australe nell'ambito dell'antico continente di Gondwana con le tilliti e le rocce striate di Dwyka in Sudafrica, di Talchir nell'India centrale e dell'Inman Valley nell'Australia meridionale. Mentre in Sudafrica si hanno tracce di almeno quattro glaciazioni precambriane e nell'America Settentrionale di una, in tutte le altre regioni del globo si ha documentazione certa di un periodo glaciale solo a partire dal Cambriano inferiore. In Sudafrica e nell'America Meridionale si hanno tracce di glaciazioni nel Paleozoico inferiore mentre nel Permo-Carbonifero, oltre che in queste due zone, la calotta glaciale si sviluppò anche in Australia. L'ultima epoca glaciale, quella pleistocenica, ha infine interessato tutto il globo tranne l'Africa meridionale.

Geologia: le cause delle glaciazioni del Cenozoico e del Pleistocene

Per giustificare le glaciazioni sono state invocate diverse cause che, se pure in alcuni casi contraddittorie, forniscono un quadro delle condizioni necessarie, ma non quello delle condizioni sufficienti perché una glaciazione si realizzi. Pur essendo accertato che nel recente passato geologico e nelle epoche più lontane i ghiacciai hanno subito variazioni sensibili di estensione con una successione di fasi di avanzamento e di ritiro, sulle cause responsabili dell'insorgere delle glaciazioni è possibile solo avanzare ipotesi. Qualunque teoria venga proposta per interpretare il fenomeno, deve però tener conto di alcuni fatti geologici incontrovertibili: i periodi di massima espansione dei ghiacci sono coincisi con quelli di massima elevazione media ed estensione dei continenti (nel Pleistocene, per esempio, con una quota media superiore di ca. 450 m rispetto a quella del Cenozoico medio si è verificata una grande epoca glaciale, mentre per la maggior parte dei tempi geologici, in corrispondenza con un'elevazione media dei continenti inferiore all'attuale e ampie zone delle terre ora emerse ricoperte da mari epicontinentali, non si hanno testimonianze di grandi glaciazioni); le glaciazioni non derivano da un progressivo e costante raffreddamento della Terra a partire dalla sua origine e dato che si sono verificate in epoche diverse della storia terrestre costituiscono quindi un fatto episodico poiché per la maggior parte del tempo geologico i climi non sono stati di tipo glaciale; dal Cenozoico al Pleistocene si è avuto un raffreddamento e durante quest'ultimo periodo si sono verificate anche oscillazioni climatiche, cioè fluttuazioni a breve termine alla fine di una variazione a lungo termine che ha comportato una diminuzione di 8-10 ºC rispetto alla temperatura media dell'era precedente; l'avanzata e il ritiro dei ghiacciai sono avvenuti quasi contemporaneamente su tutta la Terra (la datazione per mezzo del 14C ha mostrato che le recenti fluttuazioni dei ghiacciai continentali sono praticamente contemporanee in Europa e nelle Americhe). L'evidenza geologica mostra che il clima normale della Terra per la maggior parte dei tempi geologici è stato più omogeneo e più caldo che non quello attuale e con i limiti delle diverse zone climatiche spostati di 10-12º di latitudine verso i poli. Questo può essere provato sia per via paleontologica sia attraverso analisi di laboratorio: nel primo caso la documentazione è fornita dal rinvenimento di resti di organismi vegetali e animali caratteristici di clima caldo in zone più prossime ai poli di quanto oggi non sia dato osservare; nel secondo dal fatto che il rapporto isotropico dell'ossigeno 18O/16O contenuto nel guscio calcareo di molluschi fossili può essere assunto come “termometro geologico” poiché il carbonato di calcio delle conchiglie che vivono in acque fredde contiene meno 18O di quanto non avvenga per quelle di acque calde. Circa le cause della diminuzione di temperatura negli ultimi 50 o 60 milioni di anni, sono state avanzate diverse ipotesi quali, per esempio, l'aumento di continentalità, la deriva dei continenti, l'aumento di polvere cosmica nello spazio. L'aumento di continentalità sarebbe conseguente alla surrezione delle catene montuose recenti (orogenesi alpino-himalayana) che elevando ai ca. 850 m attuali l'altezza media dei continenti (450 m ca. in più che nell'Eocene) avrebbe contribuito per ca. 3 ºC alla diminuzione della temperatura e provocato un cambiamento nella circolazione atmosferica e in quella oceanica con una variazione negativa nel trasferimento di calore dall'equatore ai poli e conseguente abbassamento della temperatura nelle regioni polari. La deriva dei continenti è stata invocata da alcuni geologi come il fattore che ha permesso la disposizione circumpolare dei continenti, condizione ritenuta favorevole a provocare una diminuzione progressiva della temperatura di entità tale da concludersi con una glaciazione. Per la glaciazione pleistocenica, per esempio, il collocarsi del continente antartico in corrispondenza del Polo Sud e la distribuzione delle terre intorno al Mar Glaciale Artico nell'emisfero settentrionale risale al Cenozoico e da allora è iniziato il processo di raffreddamento che ha portato all'ultima grande epoca glaciale. Lo stesso meccanismo viene invocato anche per la glaciazione paleozoica quando nell'emisfero australe i continenti erano ancora raggruppati (vedi Gondwana) e il polo situato in corrispondenza dell'Africa meridionale attuale. La possibilità che un incremento nella quantità di polvere cosmica agisca come filtro della radiazione solare e possa quindi provocare delle glaciazioni viene suggerita da alcuni autori i quali ammettono che il sistema planetario possa talora attraversare regioni dello spazio più ricche di pulviscolo interstellare.

Geologia: le cause delle fluttuazioni climatiche nel Pleistocene

A queste variazioni a lungo termine se ne sovrappongono però altre a breve termine con una durata che è in rapporto di ca. 1 a 500 rispetto alle prime e che hanno provocato le fluttuazioni (periodi e fasi glaciali e interglaciali) delle grandi coltri glaciali. Anche per le cause di queste relativamente brevi, ma intense, variazioni sono state avanzate numerose ipotesi; tra le più seguite si hanno quelle astronomiche di M. Milankovič e di G. C. Simpson, e quella del controllo oceanico. Milankovič ha sviluppato l'analisi della variazione dell'irradiazione solare sulla superficie terrestre, basandola su mutamenti periodici del moto terrestre, da cui sono state ricavate “curve” relative a varie latitudini . Queste curve mettono in evidenza i massimi e i minimi dell'irradiazione solare ricevuta dalla Terra durante il Pleistocene: i minimi vengono ritenuti non solo coincidenti con le diverse espansioni dei ghiacci, ma ne costituirebbero anche la causa, mentre i massimi sono posti in relazione con i periodi di ritiro delle coltri glaciali. La teoria di Simpson, o della radiazione solare, è basata su mutamenti a grande scala della costante solare. Un aumento della radiazione provocherebbe un innalzamento della temperatura, con conseguente incremento della circolazione planetaria dell'atmosfera, da cui deriverebbe una maggior diffusione della nuvolosità e delle precipitazioni. Alle basse latitudini si avrebbe quindi un clima pluviale mentre alle alte, per l'aumento delle precipitazioni nevose, i ghiacciai si espanderebbero determinando l'inizio di una fase glaciale. Progredendo però l'innalzamento della temperatura sulla superficie terrestre si giungerebbe a un'inevitabile fusione dei ghiacci e si instaurerebbe una fase interglaciale. Ammettendo successivamente il verificarsi di una diminuzione della radiazione, insorgerebbe il processo inverso con una nuova espansione dei ghiacci e una seconda glaciazione che avrebbe termine solo quando la radiazione non consentisse precipitazioni adeguate all'alimentazione dei ghiacciai con la loro conseguente lenta fusione. Questa è l'unica teoria che faccia coincidere una glaciazione con un aumento di temperatura e prevede due glaciazioni per ogni ciclo. Nell'ipotesi quindi che nel corso del Pleistocene siano avvenute due grandi fluttuazioni termiche, ne consegue che in base all'andamento della curva della radiazione si determinerebbero quattro glaciazioni intervallate da tre periodi interglaciali, due dei quali caldo-umidi e uno fresco e secco; non si hanno tuttavia finora prove geologicamente certe che confermino l'esistenza di differenti tipi di periodi interglaciali. Le ipotesi del controllo oceanico si basano sul fatto che la circolazione oceanica condiziona in modo determinante i climi e che le sue variazioni possono aver provocato le fluttuazioni climatiche del Pleistocene. Osservando che se il Mar Glaciale Artico fosse sempre stato prevalentemente ghiacciato come è oggi, non si sarebbe avuta evaporazione e pertanto non si sarebbero avute precipitazioni nevose alle alte latitudini tali da creare e alimentare le grandi coltri di ghiaccio del recente passato geologico, ne è derivata la necessità che in alcuni periodi la zona artica sia stata sgombra da ghiacci. Una prima grande variazione nella circolazione oceanica si sarebbe verificata all'inizio del Pleistocene con la surrezione dell'istmo di Panamá tra le due Americhe il che avrebbe causato la formazione della Corrente del Golfo con apporto di acque calde alle alte latitudini, inizio dei processi di evaporazione e conseguente diffusione delle precipitazioni nevose, tale da innescare il processo di formazione delle coltri di ghiaccio. L'insorgere di queste avrebbe però sottratto acqua agli oceani facendone diminuire il livello fino a impedire l'accesso di acque calde nell'Oceano Artico con conseguente riduzione del processo di evaporazione, delle precipitazioni nevose e progressiva regressione delle coltri glaciali. L'aumento del livello marino in seguito alla fusione dei ghiacciai avrebbe provocato l'inizio di un altro ciclo.

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