Clima e cambiamento climatico.
Archivi climatici e dati vicarianti.
Dati e modelli climatici.
Cambiamento climatico a lungo termine, alla scala della tettonica.
Climi da “Greenhouse” a “Icehouse”.
Cambiamento climatico alla scala orbitale. Oscillazioni millenarie/submillenarie del clima.
Approfondimento sul clima del Quaternario.
Cambiamenti climatici nell’area Mediterranea.
Cambiamento climatico storico e futuro. L’Antropocene.
Clima e sostenibilità.
Ruddiman W. F. (2008). Earth’s Climate Past and Future, second edition, W.H. Freeman and Company New York.
John, K. S., Leckie, R. M., Pound, K., Jones, M., & Krissek, L. (2012). Reconstructing Earth's climate history: inquiry-based exercises for lab and class. John Wiley & Sons. (Capitoli 1, 5, 13 e 14).
Bradley, Raymond S. (1999). Paleoclimatology: reconstructing climates of the Quaternary. Elsevier.
Cronin, T. M. (2009). Paleoclimates: understanding climate change past and present. Columbia University Press.
Lezioni in powerpoint, articoli selezionati da riviste: disponibili su piattaforma E-learning.
Obiettivi Formativi
Il corso presenta una panoramica sui principali metodi utilizzati per ricostruire la storia del clima terrestre e sulle tecniche utili per definire i tempi dei cambiamenti ambientali. Il corso intende far scoprire agli studenti la registrazione paleoclimatica conservata negli archivi naturali come carote di ghiaccio o anelli di crescita degli alberi, evidenziando la sua caratteristica unica legata alla possibilità di fornire una prospettiva più lunga sulla variabilità climatica rispetto a quella ottenibile dai registri strumentali o storici. Particolare enfasi sarà data ai cambiamenti climatici durante il tardo Cenozoico dell’area mediterranea.
In sintesi il corso fornisce elementi di conoscenza scientifica e metodologica su cause, modalità e tempi delle variazioni climatiche naturali sulla Terra attraverso lo studio del record geologico (archivi naturali), in riferimento ai cambiamenti climatici futuri e alla loro influenza sull’ambiente.
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere capaci di:
• Integrare dati complessi per ricostruzioni paleoclimatiche e paleoambientali.
• Correlare i diversi dati biologici e fisico-chimici.
• Capire le problematiche e il potenziale delle principali tecniche usate in paleoclimatologia per future applicazioni in ambito scientifico e professionale.
Ciò consentirà loro anche di:
• leggere e valutare in modo critico la letteratura scientifica • Comprendere e comunicare in che modo le informazioni paleoclimatiche possano essere utilizzate nell’ambito delle proiezioni dei futuri cambiamenti climatici.
Prerequisiti
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Metodi Didattici
Lezioni in aula e on-line, anche con supporto multimediale; esercitazioni ed esperienze di carattere seminariale.
Controllo dell'apprendimento (in itinere): Interazione con e tra gli studenti durante le lezioni.
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni ed esercitazioni: raccomandata (ma facoltativa) alle lezioni, fortemente consigliata alle esercitazioni (almeno 2/3). Le esercitazioni saranno svolte sia in classe (in aula e on-line, prevalentemente) che sul terreno (compatibilmente con l’attuale situazione COVID). Un’attività seminariale con interventi di colleghi stranieri (probabilmente in modalità on-line) sarà effettuata con focus sulle applicazioni della Paleoclimatologia.
Modalità di verifica apprendimento
Prova orale: lo studente sarà tenuto a rispondere a domande relative agli argomenti trattati nel corso. Inoltre sarà valutata anche la capacità critica acquisita sulle problematiche paleoclimatiche.
Programma del corso
INTRODUZIONE ALLA PALEOCLIMATOLOGIA: il clima e il cambiamento climatico, il clima e le sue componenti, forzanti e risposte, retroazioni.
GLI ARCHIVI CLIMATICI E I DATI VICARIANTI: sedimenti marini e terrestri (inclusi loess, travertini, calcareous tufa e speleotemi), ghiacciai. I coralli, dinocisti, anelli di crescita delle piante, carote di ghiaccio, fitoliti, “packrat middens”, polline, isotopi, ...
MODELLI CLIMATICI FISICI E GEOCHIMICI: nozioni di base.
IL CAMBIAMENTO CLIMATICO ALLA SCALA DELLA TETTONICA: CO2 e cambiamento climatico a lungo termine. Tettonica a placche e cambiamento climatico a lungo termine; ipotesi della “Polar position”, il controllo tettonico della CO2 (input e rimozione): ipotesi BLAG spreading-rate e Uplift weathering.
IL CLIMA “GREENHOUSE”: cosa spiega il riscaldamento climatico a 100 Ma? Clima e cambiamento del livello del mare. Gli eventi ipertermici.
IL PASSAGGIO AL CLIMA ICEHOUSE: Gli ultimi 50 Ma (ghiacciai e vegetazione, isotopi dell’ossigeno, Mg/Ca, ...). I cambiamenti paleoceanografici spiegano il raffreddamento? (“Gateway Hypothesis”, cambiamenti nei valori di CO2: BLAG spreading, Uplift).
IL CLIMA DEL PLIOCENE: quali indicazioni per il futuro del nostro pianeta? “Mid-Piacenzian warm period”.
IL CAMBIAMENTO CLIMATICO ALLA SCALA ORBITALE: parametri orbitali (precessione, obliquità ed eccentricità), loro interazione, retroazioni. Insolazione e suo controllo su: monsoni e coltri glaciali.
LA GLACIAZIONE NELL’EMISFERO NORD E IL CLIMA DEL QUATERNARIO: caratteristiche e possibili cause della glaciazione durante il Cenozoico. Cicli glaciale-interglaciale da 40 a 100 ka.
LE OSCILLAZIONI MILLENARIE DEL CLIMA: esempi dalle carote di ghiaccio della Groenlandia, Antartide e dai sedimenti del Nord Atlantico. Richiami a cicli di Bond, eventi Dansgaard-Oeschger ed Heinrich.
IL CLIMA E I VULCANI (cenni): il ruolo delle eruzioni vulcaniche.
IL CLIMA E LA VARIAZIONE DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE (cenni): esempi dal record geologico.
IL MEDITERRANEO: dinamiche di circolazione, cambiamento climatico e attuale stato degli ecosistemi marini.
INTERAZIONE OCEANO-ATMOSFERA, circolazione oceanica ed impatto sul clima europeo. AO, NAO, AMO, ENSO.
IL CAMBIAMENTO CLIMATICO STORICO E QUELLO FUTURO: clima ed evoluzione umana, impatto antropico, i record storici, i cambiamenti dall’anno 1000. Riscaldamento globale e previsioni per il futuro.
ANTROPOCENE: cambiamenti climatici naturali vs antropici.
CLIMA E SOSTENIBILITA’: cosa insegna lo studio del paleoclima nell’ambito delle problematiche legate a resilienza, prevenzione, mitigazione e adattamento?