“La complessa dinamica dell’attività solare sembra essere caratterizzata da una serie di oscillazioni che vanno da scale temporali mensili a multimillenarie, la più nota delle quali è il ciclo delle macchie solari di Schwabe di 11 anni. Le oscillazioni solari sono importanti perché caratterizzano anche le oscillazioni osservate nel clima terrestre e possono quindi essere utilizzate per spiegare e prevedere i cambiamenti climatici. Pertanto, è importante indagare l’origine fisica delle oscillazioni solari”. È quanto si legge in uno studio di Nicola Scafetta (Dipartimento di Scienze della Terra, Ambiente e Risorse dell’Università Federico II di Napoli) e Antonio Bianchini (INAF – Osservatorio Astronomico di Padova), pubblicato su “Climate”.
“Sembra che ci siano due possibilità: o le oscillazioni nell’attività solare sono controllate esclusivamente da meccanismi interni della dinamo solare, oppure la dinamo solare è parzialmente sincronizzata alle frequenze planetarie da forcing planetari. Quest’ultimo concetto ha recentemente ottenuto il sostegno di una quantità crescente di evidenze”, scrivono Scafetta e Bianchini, che nel loro studio forniscono “una panoramica dei molti fatti empirici che sosterrebbero un’ipotesi planetaria della variabilità dell’attività solare” e sottolineano la loro “importanza per la ricerca sul clima”. Gli autori dimostrano, infatti, che “le frequenze prodotte dalle complesse interazioni di tutti i pianeti sono coerenti con la principale attività solare e i cicli climatici, dalle scale temporali mensili a quelle multimillenarie, compreso il noto ciclo solare di Schwabe di 11 anni”. “Forniamo un convincente supporto teorico ed empirico all’ipotesi planetaria della variabilità solare e climatica”, scrivono Scafetta e Bianchini.
L’ipotesi planetaria della variabilità solare e climatica
Diversi accademici hanno recentemente indagato sull’idea che i pianeti del sistema solare possano avere un impatto sull’attività solare poiché, soprattutto negli ultimi 15 anni, sono stati scoperti sempre più dati scientifici a sostegno di questa ipotesi. Molte di queste scoperte sono state esaminate da Scafetta e Bianchini.
La figura seguente mostra come il clima della Terra sia sostanzialmente cambiato nel tempo. “Le periodicità climatiche più note sono associate ai cicli galattici, vari forcing orbitali astronomici associati ai cicli di Milankovitch e numerosi cicli di variabilità dell’attività solare, che vanno da scale temporali decennali a multimillenarie. Poiché esistono oscillazioni di marea solari, orbitali e solilunari interannuali, anche le oscillazioni temporali interannuali (ad esempio, El Niño Southern Oscillations) possono avere un’origine solare o astronomica. Qui, abbiamo esaminato i cicli di variabilità dell’attività solare, la loro possibile origine planetaria e le loro implicazioni per le variazioni climatiche, che vanno da scale temporali decennali a multimillenarie durante l’Olocene”, scrivono i due esperti.
Le evidenze scientifiche presentate nello studio suggeriscono che “il Sole è soggetto all’influenza planetaria da scale temporali mensili a millenarie”. “I cicli solari più frequentemente documentati sono quelli con periodi di 0,3–0,33, 1,05–1,15, 10–12 anni (ciclo di Schwabe), 20–24 anni (ciclo di Hale), 40–45, 55–65, 80–105 anni (ciclo di Gleissberg), 115–150, 170–190 anni (ciclo di Jose), 200–240 anni (cicli di Suess–de Vries), 800–1200 anni (ciclo di Eddy) e 2000–2500 anni (ciclo di Bray–Hallstatt). Molte di queste oscillazioni si trovano anche nelle registrazioni climatiche e potrebbero essere utilizzate per prevedere una componente importante della variabilità climatica naturale. Al contrario, l’idea che i cambiamenti nell’attività solare possano essere governati solo da meccanismi di dinamo interni sembra ancora non riuscire a spiegare completamente perché tutti questi cicli solari coincidano con i periodi planetari più significativi derivati dalle orbite dei pianeti, maree primaverili, cicli sinodici e disuguaglianze invarianti”, spiegano Scafetta e Bianchini.
I due esperti riconoscono che “gli esatti meccanismi fisici alla base di una sincronizzazione planetaria dell’attività solare sono ancora oggetto di indagine e sono in qualche modo ancora misteriosi, ma le prove empiriche sono piuttosto convincenti e non possono essere facilmente ignorate”. “Le maree gravitazionali possono essere in grado di spiegare alcuni dei comportamenti osservati, specialmente se i meccanismi solari interni aumentano drasticamente il loro impatto sul tasso di produzione della luminosità solare. Meccanismi aggiuntivi potrebbero essere all’opera. Ad esempio, alcune configurazioni e congiunzioni orbitali planetarie, anche quelle che includono pianeti come Urano e Nettuno, possono essere in grado di modificare le condizioni meteorologiche spaziali interplanetarie. Ad esempio, potrebbero modulare la struttura su larga scala del campo elettromagnetico eliosferico e i flussi di particelle provenienti dallo spazio interstellare (come i raggi cosmici o anche la materia oscura), o il vento solare e i flussi di polvere interplanetaria. Inoltre, anche piccole variazioni nel moto orbitale della Terra e delle maree lunari potrebbero indurre altre oscillazioni nel sistema climatico. Anche se la natura precisa dei processi fisici che potrebbero spiegare i risultati non è ancora del tutto compresa, potrebbe esserlo in futuro. Pertanto, chiediamo ulteriori indagini su questi problemi, considerati i dati empirici ora accessibili e il fatto che i meccanismi fisici specifici alla base dei cicli solari sono ancora sconosciuti”, scrivono Scafetta e Bianchini.
La figura seguente, inclusa nello studio, propone una rappresentazione schematica del modello planetario delle oscillazioni dell’attività solare e dei cambiamenti climatici, insieme ai vari possibili meccanismi coinvolti. Il periodico movimento dei pianeti del sistema solare genera una serie di risonanze stabili, da cui derivano: periodici cambiamenti nell’attività solare, nel vento solare e nella luminosità solare, periodici cambiamenti nel campo elettromagnetico del sistema solare, periodici cambiamenti nel campo gravitazionale del sistema solare. Tutto ciò può dare origine a periodici cambiamenti nella quantità di polvere che entra nell’atmosfera terrestre e periodici cambiamenti nella quantità di raggi cosmici che entrano nell’atmosfera terrestre. Da entrambi questi cambiamenti, derivano periodici cambiamenti nella nuvolosità che induce cambiamenti di albedo, da cui, a sua volta, derivano periodici cambiamenti nell’irraggiamento solare totale che raggiunge la superficie della Terra e di conseguenza, periodici cambiamenti nel clima terrestre. Dai cambiamenti nella quantità di raggi cosmici che entrano nell’atmosfera terrestre, inoltre, possono derivare anche cambiamenti periodici nella produzione di radionuclidi, come il carbonio 14.
“Un’ipotesi planetaria dell’attività solare potrebbe effettivamente far luce sui meccanismi fisici che potrebbero essere passati inosservati o sottovalutati in passato”, concludono Scafetta e Bianchini, che consigliano di “ricercare meccanismi di sincronizzazione della dinamo solare indotti dai pianeti o del meteo spaziale all’interno dell’eliosfera. Un modello planetario dei cicli di attività solare sarebbe estremamente prezioso per prevedere i cambiamenti nell’attività solare e le oscillazioni climatiche su diverse scale temporali”.
