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Il clima della terra dalle sue origini a 500 milioni di anni fa

Le numerose incredibili vicende che si sono succedute sulla superficie del nostro pianeta. In Redazione Mario Giuliacci

La terra è nata circa 5 miliardi di anni fa e 3-4 miliardi di anni fa l’atmosfera primordiale della terra era composta principalmente di elio e idrogeno, composti molto leggeri che, ben presto, si dispersero nel cosmo.

I gas espulsi da una diffusa e continua attività vulcanica (outgassing) con coni eruttivi dell’ordine di 50-100 km, diedero però pian piano vita a una nuova atmosfera composta da vapore acqueo, CO2 e, in parti minori, azoto. Le incessanti piogge che seguirono rimossero gran parte della CO2, mentre grazie alla dissociazione delle molecole d’acqua, operata dai raggi ultravioletti, comparvero infine anche l’ossigeno e l’ozono.

Sotto l’azione congiunta della congiunta dell’ozono, che bloccava i raggi ultravioletti più energetici e più dannosi, e della fotosintesi vegetale, che manteneva costante la concentrazione di ossigeno, l’atmosfera è riuscita a mantenersi pressoché inalterata negli ultimi 600 milioni di anni.

Ma ai primordi un ruolo essenziale per la comparsa della vita sul nostro Pianeta l’ha svolto però l’effetto serra. La radiazione solare, 3-4 miliardi di anni fa, era infatti del 25% meno intensa di oggi ed è poi cresciuta linearmente con il passare delle ere: se l’atmosfera avesse avuto la stessa composizione di oggi, la crosta terrestre sarebbe rimasta totalmente coperta di ghiacci fino a circa 2 miliardi di anni fa (paradosso del “giovane sole debole”).

Ciò non avvenne per merito del forte effetto serra prodotto dalle grandi concentrazioni di CO2 e di vapore acqueo, i più efficaci gas-serra.

Grazie a ciò il pianeta si mantenne caldo e le prime forme di vita sulla Terra apparvero già 3,5 miliardi d’anni fa. Ma poi per ben 4 volte, tra 750 e 580 milioni di anni fa, il ghiaccio ricoprì la quasi totalità della superficie terrestre (terra “Palla di Neve”).

La causa di questa brusca inversione di rotta fu, da una parte, il sole – che ai tempi forniva circa il 6 % in meno di energia –  e, dall’altra, l’insolita disposizione delle terre emerse, tutte concentrate all’Equatore, una disposizione che porta verso il raffreddamento del Pianeta.

La maggiore riflessione della luce solare ad opera della copertura di ghiacci, avrebbe dovuto raffreddare ancor più il pianeta cosicché la terra sarebbe dovuta scivolare verso un clima di freddo perenne.

In realtà, la CO2 – cessate le piogge che la rimuovono dall’atmosfera, e grazie alla continua emissione del gas da parte dei vulcani –  raggiunse concentrazioni 350 volte superiori a quelle attuali: il forte effetto serra che ne seguì permise così lo scioglimento dei ghiacci.

Fig.1 : la terra 650 milioni di anni fa

650 terra

Fig.2 : la terra 500 milioni di anni fa

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