Steve Rintoul, Autore previsto
L'Antartide pone le basi per la più grande cascata del mondo. L'azione si svolge sotto la superficie dell'oceano. Qui, migliaia di miliardi di tonnellate di acqua fredda, densa e ricca di ossigeno precipitano dalla piattaforma continentale e affondano a grandi profondità. Questa "acqua di fondo" antartica si diffonde quindi verso nord lungo il fondo del mare in profonde correnti oceaniche, prima di risalire lentamente, a migliaia di chilometri di distanza.
In questo modo, l'Antartide guida una rete globale di correnti oceaniche chiamata "circolazione ribaltante" che ridistribuisce calore, carbonio e sostanze nutritive in tutto il mondo. Il ribaltamento è fondamentale per mantenere stabile il clima terrestre. È anche il modo principale in cui l'ossigeno raggiunge l'oceano profondo.
Ma ci sono segni che questa circolazione stia rallentando e sta accadendo decenni prima del previsto. Questo rallentamento ha il potenziale per interrompere la connessione tra le coste antartiche e l'oceano profondo, con profonde conseguenze per il clima terrestre, il livello del mare e la vita marina.
Il nostro nuova ricerca, pubblicato oggi sulla rivista Nature Climate Change, utilizza osservazioni del mondo reale per decifrare come e perché l'oceano profondo intorno all'Antartide è cambiato negli ultimi tre decenni. Le nostre misurazioni mostrano che la circolazione ribaltata è rallentata di quasi un terzo (30%) e i livelli di ossigeno nell'oceano profondo stanno diminuendo. Questo sta accadendo anche prima di modelli climatici predetto.
Abbiamo scoperto che lo scioglimento del ghiaccio antartico sta interrompendo la formazione dell'acqua di fondo antartica. L'acqua di disgelo rende le acque superficiali antartiche più fresche, meno dense e quindi meno propense ad affondare. Questo frena la circolazione ribaltante.
Questa è una cascata: acqua densa che scorre dalla piattaforma continentale nel profondo oceano del Mare di Ross. Consortium for Ocean-Sea Ice Modeling in Australia (COSIMA) e National Computational Infrastructure.
Perché questo tema?
Man mano che il flusso dell'acqua di fondo rallenta, la fornitura di ossigeno all'oceano profondo diminuisce. Lo strato di acqua di fondo ricco di ossigeno che si restringe viene quindi sostituito da acque più calde che sono più povere di ossigeno, riducendo ulteriormente i livelli di ossigeno.
Gli animali oceanici, grandi e piccoli, rispondono anche a piccoli cambiamenti di ossigeno. Gli animali delle profondità oceaniche sono adattati a condizioni di scarso ossigeno ma devono comunque respirare. Le perdite di ossigeno possono indurli a cercare rifugio in altre regioni o ad adattare il loro comportamento. I modelli suggeriscono che lo siamo chiuso dentro ad una contrazione dell'ambiente “vitale” a disposizione di questi animali con un calo previsto fino al 25%.
Potrebbe anche rallentare il ribaltamento intensificare il riscaldamento globale. La circolazione ribaltata trasporta l'anidride carbonica e il calore nell'oceano profondo, dove viene immagazzinato e nascosto dall'atmosfera. Man mano che la capacità di stoccaggio degli oceani si riduce, nell'atmosfera rimangono più anidride carbonica e calore. Questo feedback accelera il riscaldamento globale.
Aumenta anche la riduzione della quantità di acqua di fondo antartica che raggiunge il fondo oceanico livelli del mare perché l'acqua più calda che la sostituisce occupa più spazio (dilatazione termica).
Il rinfrescamento delle acque di piattaforma riduce il flusso di acqua densa e rallenta le parti più profonde della circolazione ribaltante riducendo anche l'ossigenazione profonda. Kathy Gunn, Autore previsto
Segnali di un cambiamento preoccupante
Fare osservazioni sull'acqua di fondo è impegnativo. L'Oceano Antartico è remoto e ospita i venti più forti e le onde più grandi del pianeta. L'accesso è limitato anche dal ghiaccio marino durante l'inverno, quando si forma l'acqua di fondo.
Ciò significa che le osservazioni del profondo Oceano Australe sono scarse. Tuttavia, ripetute misurazioni a tutta profondità effettuate durante i viaggi in nave hanno fornito scorci sui cambiamenti in corso nell'oceano profondo. Lo strato d'acqua inferiore è diventando più caldo, meno denso e più sottile.
I dati satellitari mostrano che la calotta glaciale antartica è contrazione. Le misurazioni oceaniche effettuate a valle delle regioni di rapido scioglimento mostrano che l'acqua di disgelo lo è riducendo la salinità (e densità) delle acque costiere.
Perdita di massa di ghiaccio antartico negli ultimi decenni sulla base di dati satellitari, che mostrano che tra il 2002 e il 2020, l'Antartide ha perso una media di ~ 150 miliardi di tonnellate di ghiaccio all'anno, aggiungendo acqua di fusione all'oceano e innalzando il livello del mare (Fonte: NASA ).
Questi segnali indicano un cambiamento preoccupante, ma non ci sono ancora osservazioni dirette del profondo capovolgimento della circolazione.
Cosa abbiamo fatto?
Abbiamo combinato diversi tipi di osservazioni in un modo nuovo, sfruttando ciascuno dei loro punti di forza.
Le misurazioni a profondità completa raccolte dalle navi forniscono istantanee della densità degli oceani, ma di solito vengono ripetute circa una volta ogni dieci anni. Gli strumenti ormeggiati, d'altra parte, forniscono misurazioni continue di densità e velocità, ma solo per un tempo limitato in un luogo particolare.
Abbiamo sviluppato un nuovo approccio che combina i dati della nave, i record di ormeggio e una simulazione numerica ad alta risoluzione per calcolare la forza del flusso d'acqua del fondo antartico e la quantità di ossigeno che trasporta nell'oceano profondo.
Il nostro studio si è concentrato su un profondo bacino a sud dell'Australia che riceve acqua di fondo da diverse fonti. Queste fonti si trovano a valle di grandi apporti di acqua di disgelo, quindi è probabile che questa regione fornisca un avviso precoce dei cambiamenti oceanici profondi indotti dal clima.
I risultati sono sorprendenti. Nel corso di tre decenni, tra il 1992 e il 2017, la circolazione ribaltante di questa regione è rallentata di quasi un terzo (30%) causando meno ossigeno per raggiungere le profondità. Questo rallentamento è stato causato dal raffreddamento vicino all'Antartide.
Abbiamo scoperto che questo rinfrescamento riduce la densità e il volume dell'acqua del fondo antartico formata, nonché la velocità con cui scorre.
Il rallentamento osservato sarebbe stato ancora maggiore se non fosse stato per un evento climatico di breve durata che ha spinto a recupero parziale e temporaneo della formazione di acque di fondo. La ripresa, guidata dall'aumento della salinità, illustra ulteriormente la sensibilità della formazione di acqua di fondo ai cambiamenti di salinità sulla piattaforma continentale antartica.
In modo preoccupante, queste osservazioni mostrano che i cambiamenti previsto entro il 2050 sono già in corso.
Il riscaldamento abissale degli oceani guidato dal rallentamento del ribaltamento antartico, Credit: Matthew England e Qian Li.
Cosa accadrà?
Si prevede che la perdita di ghiaccio dall'Antartide continuerà, se non addirittura accelerata, mentre il mondo si riscalda. Noi siamo quasi certo di oltrepassare l'1.5? soglia del riscaldamento globale entro il 2027.
Una maggiore perdita di ghiaccio significherà più freschezza, quindi possiamo anticipare il rallentamento della circolazione e continueranno le perdite profonde di ossigeno.
Le conseguenze di un rallentamento non si limiteranno all'Antartide. La circolazione ribaltata si estende a tutto l'oceano globale e influenza il ritmo del cambiamento climatico e l'innalzamento del livello del mare. Sarà anche dirompente e dannoso per la vita marina.
La nostra ricerca fornisce un motivo in più per lavorare di più e più velocemente per ridurre le emissioni di gas serra.
Riguardo agli Autori
Kathy Gunn,, CSIRO; Matthew Inghilterra, professore di Scientia e vicedirettore dell'ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science (ACEAS), UNSW Sydneye Steve Rintoul, borsista CSIRO, CSIRO
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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