martedì 6 luglio 2010

I venti favorirono la fine dell'ultima Era Glaciale?


Gli scienziati stanno ancora tentando di decifrare come e perché la Terra sia riuscita a riemergere dalla sua ultima era glaciale, un evento che ha aperto le porte ad un clima più caldo che ha favorito la nascita della civiltà umana.

In un batter d’occhio geologico, il ghiaccio nell’emisfero nord ha cominciato a diminuire mentre si diffuse rapidamente il riscaldamento a sud. Molti scienziati dicono che la scintilla, almeno inizialmente, è stato il passaggio orbitale che ha portato più luce del sole sulla metà settentrionale della Terra. Ma come ha fatto il sud del pianeta a riscaldarsi così in fretta? L´emisfero Sud doveva restare immerso nei ghiacci e invece non é accaduto.

In un documento pubblicato il 25 giugno sulla rivista Science, un team di ricercatori hanno proposto una catena di eventi che ha avuto inizio con lo scioglimento dei grandi ghiacci dell’emisfero settentrionale circa 20.000 anni fa. La fusione dei ghiacci ha riconfigurato i venti del pianeta spingendo l’aria calda e l´acqua degli oceani verso sud, e tirando l’anidride carbonica dalle profondità oceaniche per immetterle nell´atmosfera, consentendo al pianeta di scaldarsi ancora di più.
La loro ipotesi si avvale di dati sul clima conservati nelle stalattiti delle grotte, nei carotaggi di ghiaccio polare e nei sedimenti di acque profonde che descrivono come la Terra, per nostra grande fortuna, si scongeló.

“Questo documento mette insieme molti studi recenti che cercano di spiegare come il riscaldamento innescato da nord, ha fatto terminare un’era glaciale anche a Sud”, ha dichiarato il coautore dello studio Bob Anderson, un geochimico presso la Columbia University’s Lamont-Doherty Earth Observatory.

“Finalmente, abbiamo un quadro chiaro delle teleconnessioni globali nel sistema climatico della Terra che operano in molti modi e in diverse scale di tempo. Questi stessi legami che hanno portato la terra fuori dalla glaciazione sono attivi ancora oggi, e quasi certamente svolgono e svolgeranno un ruolo nei cambiamenti climatici futuri".

La Terra entra regolarmente in un’era glaciale ogni 100.000 anni circa, al variare del suo orientamento verso il Sole in turni che vengono chiamati cicli di Milankovitch.
Al culmine dell’era glaciale, circa 20.000 anni fa, la zona dove é posta attualmente New York con gran parte dell’Europa e dell’Asia erano sepolti sotto spessi strati di ghiaccio, poi l’orbita della Terra pian piano si é spostata. Piú luce del Sole in estate cominciò a illuminare e riscaldare l’emisfero settentrionale, sciogliendo quegli strati di ghiaccio e staccando enormi iceberg e acqua dolce nell’Atlantico settentrionale.

Può sembrare controintuitivo, ma gli studi dicono che il riscaldamento del Nord Atlantico facendo cessare la Corrente del Golfo innescò una serie di ondate di freddo in Groenlandia e nel Nord Europa. La diffusione del ghiaccio attraverso l’Atlantico del Nord, portò inverni freddi verso l’Europa e ha profondamente ridisegnato le correnti dei venti del pianeta.

Con il Nord Atlantico in un congelatore, gli alisei tropicali si sono spostati verso sud, portando periodi di siccità in gran parte dell’Asia e grandi piogge nelle regioni normalmente semidesertiche del Brasile.
Il cambiamento nella dislocazione dei venti non solo ha spostato più a sud la pioggia, ma ha anche spostato aria calda e acqua di mare calda, riscaldando cosí anche l’emisfero meridionale.

Nell’emisfero meridionale i venti da ovest si spostarono a piú sud, portando aria e acqua marina piú calda alle medie latitudini. Circa 18.000 anni fa, i ghiacciai delle montagne in Sud America e Nuova Zelanda hanno iniziato a sciogliersi grazie ai venti che si spostarono piú a sud soffiando aria piú calda.
Cosí circa 16 mila anni fa, i ghiacciai hanno avuto una drammatica ritirata.

Questo cambiamento dei venti occidentali avrebbe anche amplificato il riscaldamento in entrambi gli emisferi resettando il termostato del pianeta, come ha proposto Anderson in un precedente studio su Science.
Lo spostamento dei venti occidentali ha causato una miscelazione pesante nell’Oceano Antartico intorno all’Antartide, pompando il biossido di carbonio disciolto nell’acqua verso l'atmosfera. I carotaggi di ghiaccio mostrano che tra 18.000 e 11.000 anni fa i livelli atmosferici di biossido di carbonio passarono da 185 parti per milione a 265 parti per milione (i livelli oggi sono 393 parti per milione, dopo un aumento sostenuto durante l’era industriale.)
L’infusione di biossido di carbonio è venuto proprio assieme allo spostamento dell’orientamento del pianeta e la luce solare estiva per l’emisfero settentrionale era in declino circa 11.000 anni fa. L’incremento del biossido di carbonio può avere impedito alla Terra di cadere in un’altra epoca glaciale, dicono gli scienziati.

“E stato il piú grande riscaldamento globale di tutti i tempi” ha detto l’autore dello studio, George Denton, un glaciologo presso l’Università del Maine.
“Stiamo cercando di risolvere l’enigma: perché la Terra, quando appare così saldamente nella morsa di un’era glaciale, comincia con un periodo caldo?”

Gli scienziati hanno a lungo sospettato che l’anidride carbonica ha giocato un ruolo importante nella ultima glaciazione, ma hanno avuto difficoltà a spiegare l´inizio del riscaldamento nel Sud del mondo, dove i ghiacciai in Patagonia e in Nuova Zelanda sono entrati in fusione prima che i livelli di biossido di carbonio aumentasse in modo significativo. Alcuni scienziati suggeriscono che un cambiamento nelle correnti oceaniche, innescata dal raffreddamento dell’Atlantico settentrionale, ha causato questo riscaldamento iniziale. Ma i modelli climatici computerizzati utilizzando la circolazione oceanica per spiegare il rapido riscaldamento del sud non sono riusciti a ricreare i grandi salti di temperatura visti nel paleoclima. Ora, con l´ipotesi dello spostamento dei venti occidentali nell’emisfero meridionale, il rapido riscaldamento è facilmente spiegato.
È tutto naturale, il clima cambia senza che l´uomo possa fare qualcosa. Immaginiamo cosa avrebbero detto i climatologi della setta AGW se fossero vissuti tra i 20.000 e 11.000 anni fa durante il Grande Riscaldamento Globale che poi ci portó al “Dryas recente” il periodo di raffreddamento globale duranto 2000 anni. Forse i nostri ultras dell´AGW non lo hanno capito che il riscaldamento é benefico per l´uomo e che il raffreddamento fa crollare le civiltá… ma forse é proprio questo che vogliono, la sopravvivenza per pochi dalla mente illuminata.


A cura di Sand-Rio

Link:
"http://daltonsminima.wordpress.com/2010/07/06/il-riscaldamento-globale-gia-porto-la-terra-ad-un-raffreddamento-globale-dryas-recent/"



La nascita delle stelle primordiali



"La nascita delle prime stelle è un affascinante incrocio tra la chimica e la cosmologia", ha detto il ricercatore Daniel Savin della Columbia University di New York, durante una conferenza stampa Mercoledì.
"Per comprendere cosa sia realmente accaduto è necessario capire la chimica primordiale".

L' universo primordiale era composto principalmente da idrogeno, elio e con alcune tracce di altri elementi.

All'interno delle prime nubi, gli scienziati suppongono che gli atomi di idrogeno (che contengono un protone e un elettrone), si siano legati con gli ioni di idrogeno carichi negativamente (un protone e due elettroni) per formare idrogeno molecolare, composto da due atomi di idrogeno legati chimicamente. Questa reazione chimica è servita a raffreddare e condensare le nuvole fino a quando non furono abbastanza dense per innescare la fusione nucleare, il processo che da vita alle stelle.

I teorici avevano previsto questa reazione chimica, ma c'erano delle difficoltà a calcolare quanto sarebbe accaduto e quanto rapidamente.

I ricercatori, guidati dall'astrofisico Holger Kreckel della Columbia University, sono riusciti a ricreare la reazione in laboratorio. Gli scienziati hanno creato un fascio di atomi di idrogeno e un fascio di ioni idrogeno e li hanno fusi insieme per creare molecole di idrogeno. Essi sono stati in grado di sintonizzare con precisione la velocità delle collisioni della loro energia possa per dar vita alla reazione.

Infine, i ricercatori hanno confrontato i loro risultati alle previsioni teoriche per comprendere quanto massiccie potevano essere le prime stelle.

"Possiamo dire con un grado molto più elevato di fiducia come una nube primordiale possa aver dato vita ad una stella", ha detto Savin.

In altre parole essi hanno accelerato in un tubo un fascio di atomi di idrogeno ed uno di ioni di idrogeno che, interagendo tra di loro, hanno prodotto molecole di idrogeno. Il segreto dell’esperimento è stato quello di di calibrare in maniera estremamente precisa le velocità dei due fasci per calcolare di quanto il cambiamento dell’energia di collisione tra atomi e ioni avrebbe influenzato la velocità con cui la reazione aveva luogo.

“È emerso che l’idrogeno molecolare si forma più velocemente di quanto pensassimo”, ha detto Daniel Savin, uno degli autori dell’articolo pubblicato sulla rivista Science.
“Questo significa che le prime generazioni di stelle si sono formate più rapidamente del previsto”.
Il risultato restringe i margini di incertezza sulla massa delle prime stelle, un centinaio di volte superiore a quella del Sole, riducendo l’errore da un fattore 20 a due.

La squadra segnalato i loro risultati nel numero 2 luglio della rivista "Science".


A cura di Arthur McPaul

Link:
"http://www.space.com/scienceastronomy/universe-first-stars-formed-100701.html"



lunedì 5 luglio 2010

Trovato un grosso cratere nel Polo Nord della Luna potenzialmente pieno di ghiaccio


Lo strumento Mini-RF (synthetic aperture radar) a bordo della sonda americana Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ha recentemente analizzato un cratere che risulta essere potenzialmente ricco di ghiaccio d'acqua vicino al Polo Nord lunare.
Questo cratere ha un diametro di circa 8 Km e riposa nel letto di un altro cratere molto più antico di nome Rozhdestvensky (diametro di 177 Km). Una sua caratteristica molto importante è che esso è permanentemente in ombra. La luce solare non vi arriva e questo già lo pone in una posizione favorevole per collezionare ghiaccio proveniente da comete o generato da interazioni con il vento solare.

Il cratere in oggetto era stato inizialmente identificato dalla precedente missione lunare indiana Chandrayaan-1, dallo strumento NASA Mini-SAR.


I dati mostravano che il cratere manifestava proprietà radar consistenti con la presenza di ghiaccio. E già questa era un'ottima notizia.
Adesso, poiché Mini-RF di LRO ha una risoluzione maggiore di almeno 10 volte rispetto a Mini-SAR, è possibile vedere dettagli dell'interno del cratere.

Una misurazione importante utilizzata è il Circular Polarization Ratio (CPR), il quale indica le caratteristiche di polarizzazione degli eco radar e ci fornisce indicazioni sulla natura dei materiali in superficie.
Guardate l'immagine sottostante.




A destra è la versione a colori di una "immagine CPR" del cratere. I pixel rossi hanno un valore di CPR > 1,2. I valori di CPR all'interno del cratere hanno praticamente tutti un valore di CPR > 1. mentre al suo esterno il valore CPR è generalmente molto minore di 1.

Regioni con CPR > 1 sono relativamente rare in natura ma si osservano comunemente in aree con spessi depositi di ghiaccio, quali ad esempio le calotte polari Marziane. Esse sono individuate anche nelle regioni di giovani crateri con materiale eiettato in superficie, ma in questi ultimi casi gli scienziati hanno misurato anche alti valori di CPR al di fuori del bordo dei crateri.
Il "nostro" cratere lunare invece ha un valore di CPR grande all'interno e basso al suo esterno.

Il team di scienziati di missione analizzerà il cratere con altri strumenti di LRO per rilevare misure di temperatura e topografiche con lo scopo ultimo di comprendere meglio le "strane" caratteristiche presenti in queste regioni polari del nostro satellite. Sapete ormai benissimo che poter contare su grandi riserve di acqua "in loco" aprirebbe nuovi ed entusiasmanti scenari di esplorazione spaziale.

Fonte articolo: http://newsspazio.blogspot.com/
Fonte: NASA

L’Universo di Planck



Il cielo a microonde visto da Planck

Quest'immagine multi-frequenza dell'intero cielo a microonde è ottenuta usando dati di Planck, che coprono lo spettro elettromagnetico da 30 GHz a 857 GHz. Il disegno a chiazze della CMBR, la radiazione cosmica di fondo a microonde, le cui microscopiche fluttuazioni riflettono le variazioni primordiali di densità dalle qualli si sono originate le strutture cosmiche odierne, si può vedere chiaramente nelle regioni ad alta latitudine della mappa.
La mappa è stata ottenuta dai dati raccolti da Planck durante la sua prima survey a tutto cielo, e comprende il periodo osservativo che va dall'agosto 2009 al giugno 2010. L'immagine rappresenta una versione a risoluzione ridotta dell'intero insieme di dati.
Crediti: ESA, HFI & LFI consortia (2010)


La radiazione cosmica di fondo e la Via Lattea: sono le due protagoniste indiscusse della mappa a tutto cielo ottenuta da Planck—il satellite dell’ESA per lo studio dell’origine dell’Universo—nel corso della sua prima survey, completata di recente. «Questo è il momento per il quale Planck è stato concepito», dichiara il direttore della sezione ESA di Scienza ed Esplorazione Robotica, David Southwood. «Non stiamo offrendo risposte. Stiamo aprendo le porte di un Eldorado in cui gli scienziati potranno andare a caccia di pepite d’oro, che li porteranno ad approfondire la nostra comprensione su come l’Universo è nato e su come funziona. L’eccezionale qualità di quest’immagine è un tributo agli ingegneri che hanno costruito e gestito Planck. Ora è il momento di dare il via al raccolto scientifico».


PORTARE ALLA LUCE IL DIPINTO NASCOSTO
La radiazione di fondo a microonde (CMB), o radiazione fossile, ci offre la più antica immagine possibile dell’Universo: appena 380mila anni dopo il Big Bang. Un’immagine che, nella mappa di Planck, appare in gran parte avvolta nella foschia introdotta dalle sorgenti diffuse della Via Lattea, polvere e gas interstellare innanzi tutto.  Un’immagine nascosta nella nebbia, dunque, come spiega Jan Tauber, project scientist di Planck: «La struttura granulare della CMB si può distinguere nettamente nelle regioni ad alta latitudine della mappa, là dove l’emissione locale è più debole. Scendendo a latitudini più basse, invece, una grande porzione di cielo è dominata dal contributo della Via Lattea, che risplende con vigore sul piano galattico e si estende, seppur con minore intensità, anche al di sopra e al di sotto di esso».

Ma proprio come talora avviene con alcuni capolavori, celati per secoli sotto ad altri dipinti e in seguito restituiti al loro originale splendore dalla tecnologia e dalla paziente opera dei restauratori, anche la mappa dell’Universo primordiale è prossima a emergere nella sua interezza. Nel caso della mappa di Planck, la separazione delle due componenti—il fondo cosmico da una parte e le sorgenti galattiche dall’altra—è  affidata a complessi software di analisi ed elaborazione delle immagini, sviluppati ad hoc dagli scienziati del team di Planck. Algoritmi resi possibili grazie alla risoluzione e alla sensibilità senza precedenti dei dati raccolti dal satellite, e in particolare grazie alla disponibilità di ben nove canali a diverse lunghezze d’onda. Proprio questo ampio spettro di frequenze—dai 30 agli 857 GHz—permette di «sollevare il dipinto» più recente (il contributo galattico, preziosissimo per gli astrofisici) senza danneggiare quello sottostante (il fondo cosmico, sul quale i cosmologi non vedono l’ora di mettere le mani). Ottenendo così due «tele» indipendenti ed entrambe di valore inestimabile.

«La mappa del cielo a microonde, ottenuta combinando tutte e nove le frequenze operative di Planck, fornisce i primi risultati astrofisici visivi della Via Lattea. Questo, da solo, è già un risultato sorprendente, ma non è finita qui. Se il “buon giorno si vede dal mattino”…. nel background potrebbero emergere piacevoli sorprese dalle misure di polarizzazione delle anisotropie del fondo cosmico», auspica Barbara Negri, responsabile dell’Agenzia spaziale italiana per l’Osservazione dell’Universo.




La mappa di Planck con alcune sorgenti e il piano galattico in evidenza
In questa versione della mappa di Planck sono evidenziate in sovraimpressione alcune sorgenti astrofisiche e il contorno del piano galattico, qui delineato in base all'emissione di CO, che traccia il gas molecolare più denso della Via Lattea (vedi la "CO Survey" di Dame, Hartmann & Thaddeus, 2001, ApJ, 547, 792).
Qui, come nell'imagine originale, è evidente nella banda centrale il piano della nostra Galassia. Un'ampia porzione dell'immagine è dominata dall'emissione diffusa del suo gas e della sua polvere.
Crediti: ESA, HFI & LFI consortia (2010), T. Dame (2001).


LA MAPPA DEL BIG BANG E L’INFLAZIONE COSMICA AL LINGOTTO DI TORINO
Di questa mappa eccezionale parlerà oggi a Torino, nel corso di una conferenza di ESOF2010 dedicata all’origine dell’Universo, Reno Mandolesi, direttore dell’INAF-IASF Bologna e responsabile dello strumento LFI a bordo di Planck. «La CMB, che riusciamo a intravedere dietro il velo di foschia della galassia, è la prima luce dell’Universo. Giunge a noi direttamente dalla sua infanzia, dopo aver viaggiato per circa 14 miliardi di anni. Le sue strutture granulari, le anisotropie, ci raccontano di una fase primordiale chiamata inflazione cosmica, che ebbe luogo una frazione di secondo dopo il Big Bang. Durante l’inflazione, il volume dell’Universo si è espanso improvvisamente di oltre 40 ordini di grandezza (dunque, non di 40 volte, bensì di un numero di volte inconcepibilmente grande: un 1 seguito da 40 zeri), “stirando” le fluttuazioni quantistiche e “traghettandole” dal regno microscopico a quello macroscopico. Quelle fluttuazioni sono esattamente ciò che vediamo nella mappa di Planck. La CMB, dunque, ci parla della fisica dei primissimi istanti dell’Universo, e di energie migliaia di miliardi di volte superiori a quelle che possono essere raggiunte dagli attuali acceleratori di particelle, come LHC. A innescare l’espansione inflazionistica è stata una “particella misteriosa”, l’inflaton: stando a numerose teorie, l’inflaton può essere collegata al meccanismo di Higgs e al relativo bosone, la cosiddetta “particella di Dio”, responsabile della creazione della materia così come la conosciamo. Credo che arrivare a esplorare i fondamenti della materia attraverso un esperimento di astrofisica, come sta facendo Planck, sia un risultato straordinario del pensiero umano», conclude Mandolesi.



La mappa di Planck con alcuni risultati scientifici in sovraimpressione
In questa versione della mappa di Planck sono presenti, in sovraimpressione, alcuni dettagli di risultati scientifici.
Crediti: ESA, HFI & LFI consortia (2010)


Video:

 
[Animazione che mostra il modo in cui Planck ha osservato il cielo per arrivare alla sua prima mappa]

Planck in breve e risorse in rete
Il satellite Planck, lanciato nello spazio il 14.05.2009 in combinazione con Herschel, è la missione ESA di terza generazione completamente dedicata allo studio del fondo cosmico di microonde, segnale originato circa 13 miliardi di anni fa. Planck ha l’obiettivo di determinarne la geometria, il contenuto, l’evoluzione e di studiare la fase di espansione parossistica dell’universo, detta “inflazione”, che lo ha portato a dilatarsi in una frazione di secondo a dimensioni paragonabili a quelle attuali e di gettare luce sulla misteriosa materia oscura e energia oscura di cui in gran parte è formato. Il contributo INAF italiano è costituito da uno dei due strumenti, denominato LFI (Low Frequency Instrument), dal Data Processing Center (DPC), finanziato da ASI, e dalle attività teoriche necessarie per l’analisi e l’interpretazione dei dati.


Principali risorse su rete per PLANCK:

Fonte: http://www.media.inaf.it/2010/07/05/universo-di-planck/