N.1 Settembre 2010 - Servizio di hosting - Università degli Studi ...
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QUADERNI DEL MUSEO 50 Archivi della Terra: il clima Cause geologiche –Variazioni della distribuzione delle correnti oceaniche (periodo millennario) –Variazione delle altitudini delle terre emerse (variazione della curva ipsometrica) (periodi di durata geologica, decine di milioni di anni) – Distribuzione delle aree continentali alle differenti latitudini (periodi di durata geologica, da decine a centinaia di milioni di anni) –Variazioni maggiori (geofisiche) dell’obliquità dell’asse (periodi di durata geologica, decine - centinaia di milioni di anni) L’attività del Sole e l’interazione con l’ambiente galattico La costanza della “costante solare” rappresenta la testimonianza evidente dell’attività stabile e duratura del motore Figura 1 - Registrazione di macchie solari alla metà del secolo XVII energetico della nostra stella. Il Sole presenta tuttavia dei fenomeni, alcuni dei quali ciclici, relativi alle cosiddette regioni attive, come quello undecennale delle macchie solari, che producono lievi variazioni dell’energia irradiata. I dati osservativi del satellite Nimbus 7 estesi per un intero ciclo solare, dal 1980 al 1991, hanno confermato che l’energia ricevuta alla soglia atmosferica, fra il massimo e il minimo undecennale, è variata dello 0,3%. Gli astrofisici hanno cercato conferme alle oscillazioni del flusso energetico solare in diverse direzioni. Gli studi delle registrazioni telescopiche delle macchie dal 1600 (fig. 1), le descrizioni delle stesse e di altre manifestazioni solari nelle antiche cronache astronomiche, le citazioni in opere classiche di eclissi e fenomeni astronomici e climatici, dati dalla dendrocronologia, hanno confermato periodici, e in alcuni casi insospettati, mutamenti dell’attività solare. Le macchie solari mancanti e la scoperta del minimo di Maunder L’astronomo britannico Edward W. Maunder (1851-1928) studiò le registrazioni delle macchie solari a partire dalla metà del 1600, e identificò un periodo di bassa attività solare durato quasi un secolo, fra il 1650 e il 1730. Gli effetti del “Sole quieto” dal punto di vista climatico furono considerevoli e si estesero durante l’intero secolo XVIII. Estati brevi e insolitamente miti, se non fredde, si susseguirono in tutta l’Europa continentale, protraendosi per oltre mezzo secolo
Archivi della Terra: il clima SETTEMBRE 2010 - N. 1 51 dalla ricomparsa del ciclo undecennale. Nel vecchio continente le bizzarrie climatiche determinarono carestie e crisi economiche e contribuirono a innescare sommovimenti sociali, (il più ampio tra i quali ebbe inizio nel 1789, ed è noto come “Rivoluzione Francese”). Le conseguenze a livello regionale nei due emisferi hanno evidenziato ghiacciai montani in avanzata, banchisa polare artica in espansione, ghiacciai continentale come in Groenlandia in ampliamento. La correlazione climatica, con uno scarto di 1 o 2 decenni, e i minimi di attività solare è ottima. Durante la prima delle mini-glaciazioni si verificò un abbassamento della temperatura media di circa 1,5 °C, che ebbe come conseguenze, nel XV secolo, la glaciazione di ampie porzioni del Baltico. Nei due successivi periodi freddi si verificarono eventi climatici eccezionali, quali per esempio ripetute glaciazioni invernali rispettivamente del Tamigi e della Senna. L’attività solare interagisce con la magnetosfera terrestre L’interazione del “vento solare” con la magnetosfera terrestre, produce la tipica forma allungata del CMT (campo magnetico terrestre) (fig. 2), e, nello stesso tempo, modula la produzione di isotopi del carbonio, determinando nei periodi di massima attività solare uno schermo ai raggi cosmici di origine galattica responsabili della formazione nella stratosfera dell’isotopo pesante 14 C. La conseguen- Figura 2 - Schema del campo magnetico terrestre modellato dagli effetti del vento solare za diretta è che durante prolungati minimi o massimi dell’attività solare il rapporto fra i due isotopi del carbonio nei tessuti degli organismi viventi subisce variazioni. Durante i minimi aumenta la produzione di 14 C e il conseguente assorbimento dello stesso nei tessuti degli organismi biologici. Una ridotta attività del Sole consente ai raggi cosmici di origine galattica di interagire nell’alta atmosfera terrestre con l’ 14 N che si trasforma in 14 C. Il carbonio presente nell’atmosfera è assorbito dagli organismi e accumulato nei tessuti organici. Questo effetto costringe i ricercatori nel campo delle analisi radiometriche per scopi cronologici, a calibrare i metodi di lettura, ma suggerisce importanti indicazioni agli studiosi del clima del passato. Di particolare interesse l’accumulo nei tessuti vegetali. L’analisi delle serie di anelli di accrescimento di alberi negli ultimi 600 anni ha consentito di estendere nel tempo la serie dei dati climatici, e di mettere così in evidenza che per ben tre volte il livello di 14 C si è incrementato.
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QUADERNI<br />
DEL MUSEO<br />
50<br />
Archivi della Terra: il clima<br />
Cause geologiche<br />
–Variazioni della <strong>di</strong>stribuzione delle<br />
correnti oceaniche<br />
(periodo millennario)<br />
–Variazione delle altitu<strong>di</strong>ni delle terre<br />
emerse (variazione della curva ipsometrica)<br />
(perio<strong>di</strong> <strong>di</strong> durata geologica,<br />
decine <strong>di</strong> milioni <strong>di</strong> anni)<br />
– Distribuzione delle aree continentali<br />
alle <strong>di</strong>fferenti latitu<strong>di</strong>ni<br />
(perio<strong>di</strong> <strong>di</strong> durata geologica,<br />
da decine a centinaia <strong>di</strong> milioni <strong>di</strong> anni)<br />
–Variazioni maggiori (geofisiche) dell’obliquità<br />
dell’asse<br />
(perio<strong>di</strong> <strong>di</strong> durata geologica,<br />
decine - centinaia <strong>di</strong> milioni <strong>di</strong> anni)<br />
L’attività del Sole e l’interazione<br />
con l’ambiente galattico<br />
La costanza della “costante solare” rappresenta<br />
la testimonianza evidente dell’attività<br />
stabile e duratura del motore<br />
Figura 1 - Registrazione <strong>di</strong> macchie solari<br />
alla metà del secolo XVII<br />
energetico della nostra stella. Il Sole presenta<br />
tuttavia dei fenomeni, alcuni dei<br />
quali ciclici, relativi alle cosiddette regioni<br />
attive, come quello undecennale<br />
delle macchie solari, che producono lievi<br />
variazioni dell’energia irra<strong>di</strong>ata.<br />
I dati osservativi del satellite Nimbus 7<br />
estesi per un intero ciclo solare, dal 1980<br />
al 1991, hanno confermato che l’energia<br />
ricevuta alla soglia atmosferica, fra il<br />
massimo e il minimo undecennale, è variata<br />
dello 0,3%.<br />
Gli astrofisici hanno cercato conferme alle<br />
oscillazioni del flusso energetico solare<br />
in <strong>di</strong>verse <strong>di</strong>rezioni. Gli stu<strong>di</strong> delle registrazioni<br />
telescopiche delle macchie<br />
dal 1600 (fig. 1), le descrizioni delle stesse<br />
e <strong>di</strong> altre manifestazioni solari nelle<br />
antiche cronache astronomiche, le citazioni<br />
in opere classiche <strong>di</strong> eclissi e fenomeni<br />
astronomici e climatici, dati dalla<br />
dendrocronologia, hanno confermato perio<strong>di</strong>ci,<br />
e in alcuni casi insospettati, mutamenti<br />
dell’attività solare.<br />
Le macchie solari mancanti<br />
e la scoperta del minimo<br />
<strong>di</strong> Maunder<br />
L’astronomo britannico Edward<br />
W. Maunder (1851-1928) stu<strong>di</strong>ò<br />
le registrazioni delle macchie<br />
solari a partire dalla metà del<br />
1600, e identificò un periodo <strong>di</strong><br />
bassa attività solare durato quasi<br />
un secolo, fra il 1650 e il 1730.<br />
Gli effetti del “Sole quieto” dal<br />
punto <strong>di</strong> vista climatico furono<br />
considerevoli e si estesero durante<br />
l’intero secolo XVIII. Estati<br />
brevi e insolitamente miti, se<br />
non fredde, si susseguirono in<br />
tutta l’Europa continentale, protraendosi<br />
per oltre mezzo secolo
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