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Parte dell'America centrale e del sud-ovest degli Stati Uniti sopportano negli ultimi decenni alcune delle peggiori siccità che abbiano mai colpito quelle aree. Ora gli scienziati hanno portato alla luce nuove prove su antichi periodi di siccità che suggeriscono che il futuro potrebbe portare ancora più gravi carenze idriche. Tre ricercatori, parlando alla riunione annuale della American Geophysical Union a San Francisco il 5 Dicembre 2011, hanno presentato nuove scoperte sul passato e il futuro delle siccità.

Collasso pre-colombiano

Ben Cook, un climatologo affiliato al NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS) e al Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory in New York City, ha evidenziato una nuova ricerca che indica l'antica civiltà Meso-americana dei Maya e degli Aztechi come causa di una grave siccità nella Penisola dello Yucatan e nel Messico meridionale e centrale, causata dalla distruzione delle foreste pluviali per far posto a pascoli e terreni agricoli.

La conversione a terreni agricoli delle aree forestali può aumentare la riflettività, o albedo, della superficie terrestre in modo tale da influenzare precipitazioni. "Terreni agricoli e pascoli assorbono l'energia solare un po' meno rispetto alla foresta pluviale, perché le loro superfici tendono ad essere più chiare e più riflettenti", ha spiegato Cook. "Questo significa che c'è meno energia disponibile per la convezione e le precipitazioni".

Cook e colleghi hanno usato un modello climatico ad alta risoluzione sviluppato presso GISS per compiere simulazioni dei modelli di copertura vegetale durante i periodi pre-colombiano (prima del 1492 d.C.) e post-colombiano, riguardanti le precipitazioni e la siccità in America centrale. L’era pre-colombiana conobbe un disboscamento diffuso nella penisola dello Yucatan e in tutto il Messico meridionale e centrale. Durante il periodo post-colombiano, le foreste si rigenerarono con la diminuzione delle popolazioni indigene e l’abbandono di terreni agricoli e pascoli.

Le simulazioni di Cook includono l'input da una recente pubblicazione di ricostruzione della copertura del suolo che è una delle registrazioni più complete e accurate disponibili dei cambiamenti di vegetazione provocati dall’azione umana. I risultati sono inequivocabili: i livelli di precipitazioni sono diminuiti di un importo considerevole - in genere dal 10 al 20 per cento - quando la deforestazione era molto diffusa. Le precipitazioni registrate dalle stalagmiti, un tipo di formazione presente nelle grotte colpite da livelli di umidità, che i paleoclimatologi utilizzano per dedurre le tendenze del clima del passato, in Yucatán concordano bene con i risultati del modello di Cook.

L'effetto è più evidente sulla penisola dello Yucatan e nel Messico meridionale, aree che corrispondono con i centri della civiltà maya e azteca e avevano alti livelli di deforestazione e le popolazioni più densamente concentrate. I livelli di precipitazioni sono diminuiti, per esempio, di ben il 20 per cento su parti della penisola dello Yucatan tra l’800 e il 950 d.C.

Lo studio di Cook sostiene la ricerca precedente che suggerisce che la siccità, amplificata dalla deforestazione, è stata un fattore chiave per il rapido crollo dell'impero Maya intorno al 950 d.C. Nel 2010, Robert Oglesby, un modellatore del clima che opera presso l'Università del Nebraska, ha pubblicato uno studio nel Journal of Geophysical Research, che ha dimostrato che la deforestazione probabilmente contribuì al crollo dei Maya. Anche se la modellazione di Oglesby e Cook ha raggiunto conclusioni simili, Cook ha avuto accesso a registrazioni più precise e affidabili dei cambiamenti della vegetazione.

Durante il picco della civiltà Maya, tra l’800 e il 950 d.C., la ricostruzione della copertura del suolo su cui Cook ha basato la sua modellazione indica che i Maya avevano lasciato solo una piccola percentuale delle foreste intatta nella penisola dello Yucatan. Nel periodo tra il 1500 d.C. e il 1650 d.C., al contrario, dopo che l'arrivo degli europei aveva decimato le popolazioni native, la vegetazione naturale ricoprì nuovamente la quasi totalità dello Yucatán. Nei tempi moderni, la deforestazione ha alterato alcune aree vicino alla costa, ma la grande maggioranza delle foreste della penisola rimangono intatte.

"Io non direi che la deforestazione causa siccità o che è interamente responsabile del declino dei Maya, ma i nostri risultati dimostrano che la deforestazione può pregiudicare il clima verso la siccità e che circa la metà della siccità nel periodo pre-coloniale è stata il risultato della deforestazione ", ha detto Cook.

Le grandi siccità nell'area nord-orientale degli USA

L'ultima grande siccità sul Nord-Est degli Stati Uniti si è verificata nel 1960, per circa tre anni, e ha causato un danno importante alla regione. Dorothy Peteet, un paleoclimatologo anche affiliato con il GISS della NASA e la Columbia University, ha scoperto prove che mostrano che in passato siccità molto più gravi si sono verificate nel nord-est.

Analizzando campioni di sedimenti raccolti da diverse paludi di marea nel fiume Hudson Valley, Peteet e i suoi colleghi al Lamont-Doherty hanno trovato prove che almeno tre periodi secchi principali si sono verificati nel Nord-Est negli ultimi 6.000 anni. Il più lungo, che corrisponde ad un lasso di tempo noto come il Periodo Caldo Medievale, durò circa 500 anni e iniziò intorno all’850 d.C. Gli altri due hanno avuto luogo più di 5.000 anni fa. Furono più brevi, solo 20 o 40 anni, ma probabilmente più gravi.

"La gente in genere non pensa al Nord-Est degli Stati Uniti come una zona che può sperimentare la siccità, ma ci sono prove geologiche che mostrano che gravi siccità possono accadere e si sono verificate", ha detto Peteet. "E' qualcosa che gli scienziati non possono ignorare. Quello che stiamo trovando in questi sedimenti ha grandi implicazioni per la regione."

La squadra Peteet ha rilevato tutti e tre i periodi di siccità con un metodo chiamato spettroscopia con fluorescenza a raggi X. Hanno usato la tecnica su un nucleo raccolto in Piermont Marsh a New York per cercare elementi caratteristici - come bromo e di calcio - che hanno maggiori probabilità di trovarsi nella palude durante la siccità.

L'acqua dolce dal fiume Hudson e l'acqua salata dell'Oceano Atlantico sono state entrambe predominanti in Piermont Marsh, in periodi di tempo diversi, ma l’acqua di mare si sposta a monte del fiume nei periodi di siccità, così come la quantità di acqua dolce entra nel declino della palude. La squadra di Peteet ha rilevato livelli estremamente elevati sia di bromo sia di calcio, entrambi indicatori della presenza di acqua salata e dell'esistenza di siccità, nelle sezioni delle carote di sedimenti corrispondenti a 5.745 e 5.480 anni fa.

Durante il Periodo Caldo Medievale, i ricercatori hanno anche scoperto un aumento impressionante di alcuni tipi di polline di specie, soprattutto di pino e noce americano, che indicano un clima asciutto. Prima del Periodo Caldo Medievale, al contrario, c’erano più querce, che preferiscono le condizioni più umide. Inoltre hanno trovato uno spesso strato di carbone che dimostra che gli incendi, che sono più frequenti durante periodi di siccità, erano comuni durante il Periodo Caldo Medievale.

"Abbiamo ancora bisogno di fare ulteriori ricerche prima di poter dire con certezza come le siccità si diffondessero o fossero frequenti nel Nord-Est", ha detto Peteet. Ci sono alcune lacune negli studi della squadra Peteet, per esempio, che ha intenzione di indagare più in dettaglio. Si prevede inoltre di ampliare la portata del progetto ad altre paludi ed estuari nel Nord-Est e di collaborare con modelli climatici per iniziare a prendere in considerazione tutti i fattori che causano siccità a verificarsi nella regione.

Futuro del cibo

I cambiamenti climatici, con il loro potenziale di ridistribuire la disponibilità di acqua in tutto il mondo aumentando le precipitazioni in alcune aree, mentre causano un peggioramento della siccità in altre, potrebbero avere un impatto negativo dei raccolti in alcune regioni del mondo.

Una nuova ricerca condotta dall’idrologo della Princeton University Justin Sheffield mostra che le aree in via di sviluppo che sono soggette a siccità e sono in crescita di popolazione e limitata capacità di immagazzinare acqua, come l’area sub-sahariana, saranno quelle più a rischio di vedere i loro raccolti diminuire i loro rendimenti in futuro.

Sheffield e il suo team hanno effettuato delle simulazioni del modello idrologico per i secoli XX e XXI e li hanno estesi per vedere come la siccità potrebbe cambiare in futuro, secondo diversi scenari di cambiamento climatico. Hanno trovato che l'area totale interessata dalla siccità non è cambiata molto negli ultimi 50 anni a livello globale.

Tuttavia, il modello mostra una riduzione delle precipitazioni e un aumento della domanda di evaporazione che dovrebbero aumentare la frequenza di brevi periodi di siccità. Hanno anche scoperto che l'area sub-sahariana che soffre la siccità in Africa aumenterà di ben il doppio entro la metà del XXI secolo e triplicherà entro la fine del secolo.

Quando il team ha analizzato ciò che questi cambiamenti vorrebbero dire per il futuro della produttività agricola in tutto il mondo, hanno scoperto che l'impatto sull’area sub-sahariana sarebbe particolarmente forte.

La produttività agricola dipende da una serie di fattori al di là della disponibilità di acqua tra cui le condizioni del suolo, delle tecnologie disponibili e la varietà di colture. Per alcune regioni dell'Africa sub-sahariana, i ricercatori hanno scoperto che per la produttività agricola è probabile declino di oltre il 20 per cento entro la metà del secolo a causa di essiccazione e riscaldamento.

Fonte: Science Daily, 5 dicembre 2011.