Gli scienziati hanno misurato lo spessore e la fusione basale della mensola del ghiaccio Ross. Fornito, CC BY-ND
L'oceano che circonda l'Antartide svolge un ruolo cruciale nella regolazione dell'equilibrio di massa della copertura ghiacciata del continente. Ora sappiamo che il diradamento del ghiaccio che colpisce quasi un quarto della calotta glaciale dell'Antartico occidentale è chiaramente collegato all'oceano.
La connessione tra l'Oceano Antartico e la calotta glaciale dell'Antartide risiede nelle piattaforme di ghiaccio: enormi lastre di ghiaccio glaciale, molte centinaia di metri di spessore, che galleggiano sull'oceano. Le piattaforme di ghiaccio si scontrano contro le coste e le isole e sostengono il deflusso di ghiaccio a terra. Quando l'oceano erode le piattaforme di ghiaccio dal basso, questa azione di sostegno si riduce.
Mentre alcune piattaforme di ghiaccio si stanno assottigliando rapidamente, altre rimangono stabili e la chiave per comprendere queste differenze si trova negli oceani nascosti sotto le piattaforme di ghiaccio. Nostro ricerca recentemente pubblicata esplora i processi oceanici che guidano lo scioglimento della più grande piattaforma di ghiaccio del mondo. Mostra che un processo spesso trascurato sta guidando la fusione rapida di una parte chiave dello scaffale.
Le impronte digitali dell'oceano sulla calotta glaciale si sciolgono
La rapida perdita di ghiaccio dall'Antartide è spesso legata alla Circumpolar Deep Water (CDW). Questa massa d'acqua relativamente calda (+ 1C) e salata, che si trova a profondità inferiori ai metri 300 attorno all'Antartide, può determinare una rapida fusione. Ad esempio, nel sud-est del Pacifico, lungo la costa del Mar Amundsen nell'Antartide occidentale, CDW attraversa la piattaforma continentale in canali profondi ed entra nelle cavità della piattaforma di ghiaccio, guidando fusione rapida e diradamento.
È interessante notare che non tutte le piattaforme di ghiaccio si stanno sciogliendo rapidamente. I più grandi banchi di ghiaccio, compresi i vasti banchi di ghiaccio Ross e Filchner-Ronne, sembrano vicini all'equilibrio. Sono in gran parte isolati dal CDW dalle acque fredde che li circondano.
L'immagine satellitare mostra che i forti venti offshore allontanano il ghiaccio marino dal Ross Ice Shelf nord-occidentale, esponendo la superficie dell'oceano oscuro. Il riscaldamento solare riscalda l'acqua a sufficienza per favorire lo scioglimento. Figura modificata da https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Fornito, CC BY-ND
Gli effetti contrastanti di CDW e acque fredde sugli scaffali, combinati con la loro distribuzione, spiegano gran parte della variabilità nella fusione che osserviamo oggi in Antartide. Ma nonostante i continui sforzi per sondare le cavità della piattaforma di ghiaccio, questi mari nascosti rimangono tra le parti meno esplorate degli oceani della Terra.
È in questo contesto che la nostra ricerca esplora un set di dati nuovo e duramente vinto di osservazioni oceanografiche e velocità di fusione dalla più grande piattaforma di ghiaccio del mondo.
Sotto la mensola del ghiaccio di Ross
In 2011, abbiamo usato un pozzo profondo un metro 260 che era stato sciolto attraverso l'angolo nord-occidentale della piattaforma di ghiaccio Ross, a sette chilometri dall'oceano aperto, per dispiegare strumenti che monitoravano le condizioni dell'oceano e i tassi di fusione sotto il ghiaccio. Gli strumenti sono rimasti in vigore per quattro anni.
Le osservazioni hanno dimostrato che lungi dall'essere un'acqua tranquilla, le condizioni sotto la piattaforma di ghiaccio cambiano costantemente. La temperatura dell'acqua, la salinità e le correnti seguono un forte ciclo stagionale, il che suggerisce che durante l'estate l'acqua calda di superficie da nord del fronte di ghiaccio viene attirata verso sud nella cavità.
Percentuali di fusione nel sito di ormeggio in media 1.8 metri all'anno. Mentre questo tasso è molto più basso rispetto alle piattaforme di ghiaccio colpite dal caldo CDW, è dieci volte superiore al tasso medio per la piattaforma di ghiaccio Ross. La forte variabilità stagionale della velocità di fusione suggerisce che questo punto di fusione è legato all'afflusso estivo.
La temperatura della superficie del mare estivo che circonda l'Antartide (a) e nel Mare di Ross (b) mostra il forte riscaldamento stagionale all'interno della polinesia del Mare di Ross. Figura modificata da https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Fornito, CC BY-ND
Per valutare la portata di questo effetto, abbiamo usato un radar ad alta precisione per mappare i tassi di fusione basale in una regione di circa 8,000 chilometri quadrati attorno al sito di ormeggio. Osservazioni attente presso i siti 80 ci hanno permesso di misurare il movimento verticale della base di ghiaccio e degli strati interni all'interno della piattaforma di ghiaccio in un intervallo di un anno. Potremmo quindi determinare quanta parte dell'assottigliamento è stata causata dallo scioglimento basale.
La fusione è stata più rapida vicino al fronte del ghiaccio, dove abbiamo osservato tassi di fusione a breve termine fino a 15 centimetri al giorno - diversi ordini di grandezza superiori alla velocità media della piattaforma di ghiaccio. Le velocità di fusione si sono ridotte con la distanza dal fronte di ghiaccio, ma la fusione rapida si è estesa ben oltre il sito di ormeggio. Lo scioglimento dalla regione del sondaggio ha rappresentato circa l'20% del totale dell'intera piattaforma di ghiaccio.
L'immagine più grande
Perché questa regione dello scaffale si sta sciogliendo molto più rapidamente che altrove? Come spesso accade nell'oceano, sembra che i venti svolgano un ruolo chiave.
Durante l'inverno e la primavera, forti venti catabatici soffiano attraverso la piattaforma di ghiaccio Ross occidentale e spingono il ghiaccio marino dalla costa. Ciò porta alla formazione di un'area priva di ghiaccio marino, una polinesia, in cui l'oceano è esposto all'atmosfera. Durante l'inverno, quest'area di mare aperto si raffredda rapidamente e il ghiaccio marino cresce. Ma durante la primavera e l'estate, la superficie dell'oceano oscuro assorbe il calore del sole e si riscalda, formando una piscina di superficie calda con abbastanza calore per guidare lo scioglimento osservato.
Sebbene i tassi di fusione che osserviamo siano di gran lunga inferiori a quelli osservati sulle piattaforme di ghiaccio influenzate dal CDW, le osservazioni suggeriscono che per la piattaforma di ghiaccio Ross il calore superficiale è importante.
Dato che questo calore è strettamente legato al clima superficiale, è probabile che il riduzioni previste nel ghiaccio marino entro il prossimo secolo aumenterà i tassi di fusione basale. Mentre il rapido scioglimento che abbiamo osservato è attualmente bilanciato dall'afflusso di ghiaccio, i modelli dei ghiacciai mostrano che questa è una regione strutturalmente critica in cui la piattaforma di ghiaccio è bloccata contro Ross Island. Qualsiasi aumento dei tassi di scioglimento potrebbe ridurre i contrafforti di Ross Island, aumentare lo scarico del ghiaccio terrestree alla fine si aggiungono al livello del mare.
Mentre c'è ancora molto da imparare su questi processi, e ulteriori sorprese sono certe, una cosa è chiara. L'oceano gioca un ruolo chiave nella dinamica della calotta glaciale dell'Antartide e per capire la stabilità della calotta glaciale dobbiamo guardare all'oceano.
Circa l'autore
Craig Stewart, fisico marino, Istituto nazionale di ricerca sull'acqua e l'atmosfera
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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