Esso dimostra infatti che i fattori meteorologici del clima sono messi in opera dalla distribuzione della temperatura, e non questa da quelli, benchè essi concorrano poi a modificarla sensibilmente. Ciò del resto risponde anche a un ragionamento di puro buon senso, perchè i fattori meteorologici non possono essere che effetto, diretto o indiretto, dei movimenti convettivi, provocati nell’atmosfera dalla ineguale distribuzione del calore[40]. La ragione principale di questa ineguaglianza di distribuzione è l’inclinazione dei raggi solari crescente colla latitudine e la presenza dei continenti e dei mari che si riscaldano e raffreddano diversamente: la causa principale della grandezza di questa ineguaglianza è l’intensità della radiazione solare. Il problema glaciale si riduce quindi alla seguente formola: Trovare qual’è la causa più probabile che può aver diminuita la quantità di calore solare ricevuta dalla superficie terrestre, almeno nelle latitudini più elevate, in modo da poter spiegare una più uniforme distribuzione della temperatura fra continenti e oceani, una sua minore oscillazione annua (specialmente rappresentata da una minore temperatura estiva) e, per riflesso di questa, una minore temperatura annua normale.
Tutti i tentativi fatti per mettere il problema su una strada diversa, avente cioè per punto di partenza non una variazione del calore solare ricevuto dalla superficie terrestre, ma una variazione nelle condizioni di questa superficie, o rimasero campati in aria o rientrarono nella strada maestra.
Così l’ipotesi geografica dai seguaci di Lyell, che attribuisce il raffreddamento preglaciale a una maggiore continentalità delle regioni artiche, o quella opposta dello Stoppani che l’attribuisce alla maggiore oceanicità di alcune regioni tropicali, oltrecchè sarebbero insufficienti se vere, sono smentite anche dai documenti geologici. Quella di Saint-Robert che l’attribuisce a una maggior abbondanza di vegetazione, che manteneva una grande umidità e «temperando gli ardori del sole durante la state ed opponendosi all’irradiazione durante il verno, tendeva a scemare la differenza di temperatura fra la stagione fredda e la calda e ad abbassare quindi il livello delle nevi perpetue[41] » è esagerata nel fondamento, perchè le regioni non coperte di vegetazione sono anche attualmente assai scarse, specie nei paesi che furono campo dell’invasione glaciale più estesa; e nelle conseguenze si connette alla teoria esposta sin qui portando al supposto di una diminuzione della radiazione solare, e giudicandone gli effetti secondo gli stessi principii della teoria di Brückner.
8. Accostiamoci adunque al problema come fu da noi enunciato. Una variazione della radiazione solare ricevuta dalla superficie terrestre può spiegarsi soltanto in uno di questi tre modi: 1º come effetto di una variazione nel potere radiante del sole, considerato come stella variabile; 2º come effetto di una diversa esposizione della terra al sole, prodotta da una variazione nella forma e nelle dimensioni dell’orbita terrestre, e nella inclinazione dell’asse della terra sull’orbita stessa; 3º come effetto di una variazione dell’atmosfera che diventi più o meno trasparente alle radiazioni solari che l’attraversano.
Il sig. Brückner mostra di attenersi al primo modo di soluzione, che è certamente il più semplice; e assai recentemente il sig. Eugenio Dubois in una memoria Sui climi del passato geologico da poco tradotta in inglese[42] la svolge più completamente ma con criteri diversi. Egli riferisce le principali fasi dello svolgimento climatologico della terra alle fasi del sole, che da una stato originario di stella bianca, durato fino al principio dell’era terziaria, sarebbe passato, per uno stadio transitorio di rapida raffreddamento, durato per tutto il terziario fino al pleistocene, ad uno stato di stella gialla nel quale si troverebbe attualmente. Dacchè esso è entrato in questo stadio assai più freddo del precedente, furono rese possibili nella sua atmosfera molte combinazioni chimiche, non concesse dall’alta temperatura dello stadio anteriore, le quali rendono la sua radiazione assai più variabile.
Così il periodo undecennale delle macchie solari sarebbe spiegabile chimicamente, come fu sostenuto recentemente anche da altri. Il sole sarebbe quindi ora una stella variabile, e presenterebbe tratto tratto dei periodi di stella rossa, che è, secondo la classificazione delle stelle data dal Secchi, l’ultimo periodo di vita delle stelle. Ad ognuno di questi periodi rossi del sole corrisponderebbe un periodo glaciale sulla terra, mentre ai periodi gialli corrisponderebbero periodi interglaciali, in uno dei quali noi viviamo. Non seguo l’Autore nel tentativo di determinare la lunghezza dei varii periodi in base alla attuale proporzione delle stelle di varia grandezza fin qui note: esso è certamente interessante per la copia di notizie e la fertilità di induzioni messe in campo dall’Autore, ma allo stato attuale della nostra conoscenza del cielo esso parmi di un ardimento non incoraggiabile. Ma parmi che anche il fatto stesso del successivo passaggio del sole attraverso i suoi tre stadii di vita e del collegamento di questo fatto coi fenomeni climatologici terrestri, se non può essere negato a priori, non può nemmeno essere accolto come provato. Siamo davanti a un ordine di fatti inaccessibile, non a una discussione teorica, ma ad una prova positiva. Se dovremo arrivare a una tale spiegazione della storia climatologica della terra, non potremo arrivarvi che indirettamente, con una dimostrazione ad absurdum, dimostrando cioè che tutte le altre possibili ipotesi, basate su fatti provabili, su principii sicuri, sono inammissibili.
Un’obbiezione spontanea si presenta tuttavia all’ipotesi di Dubois, obbiezione che l’Autore non si nasconde e che cerca di rimovere col sussidio di ipotesi meteorologiche. Come si può spiegare la grande uniformità dei climi nelle epoche più antiche della terra, se il sole, che era allora allo stato bianco, ci mandava una radiazione tanto più intensa dell’attuale? Poniamo che K sia la quantità di calore ricevuta in un anno all’equatore, per unità di superficie; a una latitudine qualsiasi la quantità ricevuta sarà una frazione mK di quella, dove m dipende dalla inclinazione media dei raggi solari sulla superficie e dalla trasparenza dell’atmosfera, che i raggi solari debbono attraversare per un tratto tanto maggiore quanto maggiore è la latitudine. La differenza fra le due quantità, che è la causa prima (ma non sola) della differenza di temperatura fra quelle due latitudini, è quindi K(1-m). Se K cresce, ed m non varia, anche questa differenza cresce: cioè ad ogni variazione della intensità radiante del sole deve corrispondere, cæteris paribus; una variazione nello stesso senso della differenza di temperatura fra l’equatore ed un parallelo qualsiasi. Se quindi nelle êre preterziarie il sole irradiava coll’intensità di stella bianca, in quelle êre doveva essere anche più rapida la caduta di temperatura dall’equatore ai poli, e se questi fruivano, com’è indiscutibile, di un grado di temperatura assai maggiore dell’attuale, l’equatore doveva essere a un grado di calore incompatibile con qualunque sviluppo della vita organica continentale. Il sig. Dubois si difende da questa obbiezione con due argomenti: 1º La maggiore energia solare manteneva una più intensa circolazione oceanica ed aerea che portava una maggior somma di calore alle latitudini superiori. 2º L’atmosfera era meno trasparente, sia perchè il sole bianco emetteva un maggior numero di raggi dell’estremità violetta dello spettro, pei quali l’aria è assai meno permeabile, sia perchè era assai maggiore la copia di vapori e di nubi, che arrestavano l’irradiazione del sole nelle alte latitudini. Abbiamo già accennato precedentemente alla fallacia del primo argomento: l’energia solare non può provocare movimenti convettivi nell’atmosfera e nell’oceano, se prima non provoca un dislivello di temperatura, e non può, aumentando essa, rendere più intensi i movimenti stessi, se prima non aumenta questo dislivello di temperatura. Supporre quindi una distribuzione uniforme prodotta da movimenti convettivi molto intensi è una contraddizione in terminis.
Il sig. Brückner ( Klimaschwankungen, pag. 315) viene logicamente a conclusioni opposte a quelle del sig. Dubois volendo spiegare come una diminuzione della costante solare possa aver condotto all’invasione glaciale. Secondo lui essa «diminuirebbe la differenza di temperatura fra il polo e l’equatore e quindi la circolazione generale dell’atmosfera, che si rifletterebbe in una diminuzione delle correnti oceaniche, che, alla superficie dei mari hanno notoriamente una prevalenza di direzione verso Nord. Il raffreddamento, incominciando all’equatore, si sarebbe quindi esteso man mano alle latitudini più alte ». Ma col suo ragionamento si verrebbe a conchiudere che nelle epoche preglaciali, quando la radiazione solare era più forte, si doveva avere una distribuzione di temperatura dai poli all’equatore meno uniforme che nella glaciale, conclusione la quale sarà difficilmente accolta dai geologi.
Anche l’altro argomento del sig. Dubois merita discussione, ma poichè esso tocca la questione più generale della trasparenza atmosferica, ne parleremo a suo luogo.
9. Tra le ipotesi astronomiche ideate a spiegazione del fenomeno glaciale, una sola ha tenuto per lungo tempo vittoriosamente il campo, e, benchè ormai battuta da tutte le parti, è difesa ostinatamente dai suoi tenaci e valenti difensori: è l’ipotesi di Croll, basata sul fatto indiscutibile delle variazioni d’eccentricità dell’orbita terrestre, combinato coll’altro fatto non meno indiscutibile della precessione degli equinozi. Eccola in breve secondo l’esposizione più rigorosa fattane recentemente dall’astronomo Ball[43].