Sistema climatico terrestre. Archivi climatici e dati vicarianti. Modelli climatici. Cambiamento climatico alla scala della tettonica. Clima “Greenhouse” e “Icehouse”. Crisi di salinità Messiniana. Clima del Pliocene e Quaternario. Cambiamento climatico alla scala orbitale. Oscillazioni millenarie del clima. Cambiamento climatico storico e futuro.
Earth’s Climate Past and Future, second edition (2008), William F. Ruddiman, W.H. Freeman and Company New York.
Reconstructing Earth’s Climate History. Inquiry-Based Exercises for Lab and Class. Kristen St John, R Mark Leckie, Kate Pound, Megan Jones and Lawrence Krissek. A John Wiley & Sons, Ltd., Publication. (Capitoli 1, 5, 13 e 14)
Lezioni in powerpoint, articoli selezionati da riviste: disponibili su piattaforma E-learning.
Obiettivi Formativi
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:
1. Integrare dati complessi per ricostruzioni paleoclimatiche e paleoambientali sintetiche.
2. Correlare i diversi dati biologici e fisico-chimici.
3. Capire le problematiche e il potenziale delle principali tecniche usate in paleoclimatologia per future applicazioni in ambito scientifico e professionale.
Prerequisiti
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Metodi Didattici
Lezioni frontali, 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, obbligatoria alle esercitazioni (almeno 2/3). Le esercitazioni saranno svolte sia in classe (prevalentemente) che sul terreno. E’ programmata per il mese di ottobre un’ attività seminariale Erasmus su applicazioni della paleoclimatologia per lo studio del Quaternario.
Modalità di verifica apprendimento
Prova orale: lo studente sarà tenuto a rispondere ad alcune domande relative agli argomenti trattati nel corso. Si valuterà quindi la capacità critica 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.
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 a 65 Ma e 50 Ma.
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).
LA CRISI DI SALINITÀ MESSINIANA: cambiamenti paleo oceanografici e paleoclimatici.
IL CLIMA DEL PLIOCENE: quali indicazioni per il futuro del nostro pianeta?
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 SETTENTRIONALE: caratteristiche e possibili cause della glaciazione durante il Cenozoico. 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 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.