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.
Ramstein, G., Landais, A., Bouttes, N., Sepulchre, P., Govin, A. (eds) Paleoclimatology. Frontiers in Earth Sciences. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-24982-3_26 (2021).
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. Paleoclimatology - Reconstructing Climates of the Quaternary. 3rd Edition - December 28, 2013. Elsevier.
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 anche con supporto multimediale; esperienze di carattere seminariale.
Controllo dell'apprendimento (in itinere): Interazione con e tra gli studenti durante le lezioni.
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni: fortemente consigliata.
Possibili uscite da confermare in accordo con norme antiCOVID:
Lago di Burano - laguna di Orbetello: metodi di campionamenti nei depositi olocenici di transizione per ricostruzione climatica nel corso dell'Olocene. Valutazione dell'impatto antropico.
Un’attività seminariale con interventi di colleghi stranieri (probabilmente in modalità mista, in presenza ed on-line) sarà effettuata con focus sulle applicazioni della Paleoclimatologia attraverso il proxy palinologico (polline, spore, dinocisti, NPP, Quantificazioni Climatiche).
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?
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Il corso affronta e sviluppa tematiche utili per una corretta e consapevole educazione allo Sviluppo Sostenibile con particolare riferimento ai punti 15, 14 e 13.