Ghiaccio marino artico, sta per scomparire il “governatore” del Beaufort Gyre?

Potrebbe comportare il rilascio di enormi volumi di acqua dolce e fredda nel Nord Atlantico, con conseguenze sul clima globale

[18 ottobre 2018]

Il Beaufort Gyre è un’enorme circolazione di acqua dolce e fredda che si estende per 600 miglia nell’Oceano Artico, appena a nord dell’Alaska e del Canada. In inverno, questa corrente è ricoperta da una spessa calotta di ghiaccio. Ogni estate, mentre il ghiaccio si scioglie, il gyre raccoglie il ghiaccio marino e l’acqua dolce che arriva dai fiumi li attira verso il basso, creando un enorme serbatoio di acqua dolce e gelata, il cui volume è pari a quella dei Grandi Laghi americani Laghi messi insieme.

Ora, con lo studio“The Ice‐Ocean governor: ice‐ocean stress feedback limits Beaufort Gyre spin up” un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e della Yale University ha identificato un meccanismo chiave, che è stato chiamato  “ice-ocean governor”, che controlla la velocità della rotazione del Beaufort Gyre e la quantità di acqua dolce che immagazzina. I ricercatori statunitensi dicono che la copertura di ghiaccio in quest’area marina dell’Artico funge da freno, mettendo un limita alla velocità di  rotazione del vortice di acqua dolce e fredda.

Al MIT ricordano che «Negli ultimi due decenni, quando le temperature sono aumentate a livello globale, il ghiaccio estivo dell’Artico si è progressivamente ridotto di dimensioni». Il team di ricercatori ha osservato che «Con meno ghiaccio a disposizione per controllare la rotazione del Beaufort Gyre, la corrente ha accelerato negli ultimi anni, raccogliendo più ghiaccio marino e espandendosi sia in volume che in profondità».

Gli scienziati del MIT e di Yale  si aspettano che, se le temperature globali continuano a salire «Il meccanismo che governa la rotazione del gyre diminuirà. Senza un “governatore” che limiti la sua velocità, il vortice si trasformerà probabilmente in “un nuovo regime” e alla fine tracimerà, come una vasca che trabocca, rilasciando enormi volumi di acqua dolce e fredda nel Nord Atlantico, il che potrebbero influenzare ia circolazione climatica e oceanica».

Il principale autore dello studio, Gianluca Meneghello, del Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences del MIT, sottolinea che «Questa mutevole copertura ghiacciata nell’Artico sta cambiando il sistema che sta guidando la Beaufort Gyre, e sta cambiando la sua stabilità e intensità. Se tutta questa acqua dolce verrà rilasciata, influenzerà la circolazione dell’Atlantico».

Meneghello e i suoi colleghi del MIT John Marshall, Cecil e Ida Green, Jean-Michel Campin ed Edward e Mary-Louise Timmermans della Yale University dicono che questo potrebbe portare a «Un nuovo oceano artico».

Già nel passato il  Beaufort Gyre si è “rovesciato”, a cominciare dalla Great Salinity Anomaly  della fine degli anni ’60, quando il vortice inviò verso sud un’ondata di acqua dolce e fredda verso sud. Al MIT sottolineano che  L’acqua dolce ha il potenziale per smorzare l’ overturning circulation  dell’oceano, influenzando le temperature superficiali e forse le tempeste e il clima. Se il ghiaccio artico che controlla la rotazione del Beaufort Gyre continua a ritirarsi ogni anno, potrebbero comparire eventi simili»

Marshall conferma: «Se questo “governatore” dell’oceano ghiacciato se ne andrà, allora finiremo per avere fondamentalmente un nuovo oceano artico.

I ricercatori hanno iniziato a esaminare le dinamiche del Beaufort Gyre diversi anni fa, utilizzando le misurazioni effettuate dai satelliti tra il 2003 e il 2014 per tracciare il movimento della calotta polare artica e la velocità del vento artico. Poi hanno utilizzato questi dati per stimare quanto velocemente il Beaufort Gyre sprofondi o giri sotto il ghiaccio. Ma le cifre che sono venute fuori erano molto più piccole di quel che si aspettavano.

Marshall  ricorda: «Abbiamo pensato che ci fosse un errore di codifica. Ma abbiamo scoperto che c’era qualcos’altro che frenava. In altre parole, ci doveva essere un altro meccanismo che limitava, o rallentava, la rotazione del vortice.

Il team ha ricalcolato la velocità del gyre, includendo questa volta le stime sull’attività della corrente oceanica all’interno e attorno al vortice che hanno dedotto dalle misurazioni satellitari delle altezze della superficie del mare. Meneghello dice che «La nuova stima era molto più ragionevole».

Nel nuovo studio i ricercatori hanno analizzato in modo più approfondito l’interazione tra  ghiaccio, vento e correnti oceaniche, utilizzando una rappresentazione ideale e ad alta risoluzione della circolazione oceanica basata sul MIT General Circulation Model, realizzato dal team di Marshall. Hanno usato questo modello per simulare l’attività stagionale del Beaufort Gyre, mentre il ghiaccio artico si espande e si ritira ogni anno e hanno scoperto che «In primavera, mentre il ghiaccio artico si scioglie, il gyre è esposto al vento, che agisce azionando la corrente oceanica, facendola ruotare più velocemente e facendole attingere più acqua fresca dal deflusso del fiumi dell’Artico e dal ghiaccio che si scioglie . In inverno, quando la calotta polare artica si espande, il ghiaccio funge da coperchio, proteggendo il gyre dai venti che si spostano velocemente. Di conseguenza, il vortice gira contro la parte inferiore del ghiaccio e alla fine rallenta».

Meneghello spiega ancora: «Il ghiaccio si muove molto più lentamente del vento, e quando il gyre raggiunge la velocità del ghiaccio, a questo punto, non c’è attrito – ruotano insieme, e non c’è niente che applica uno stress [per decelerare il vortice]. Questo è il meccanismo che governa la velocità del vortice». Marshall aggiunge: «Nei sistemi meccanici, il “governatore”, o il limitatore, entra in azione quando le cose vanno troppo velocemente. Abbiamo scoperto che nell’Artico la natura ha un governatore naturale ».

Marshall e Meneghello fanno notare: «Datato che negli ultimi due decenni le temperature artiche sono aumentate e il ghiaccio estivo si è ridotto a ogni anno, la velocità del Beaufort Gyre è aumentata. Le sue correnti sono diventate più variabili e imprevedibili e sono solo leggermente rallentate dal ritorno del ghiaccio in inverno».

Marshall  mette in guardia: «Ad un certo punto, se questa tendenza continua, il gyre non può ingoiare tutta questa acqua fresca che sta attirando verso il basso. Alla fine, l’argine si romperà e il vortice esploderà, rilasciando centinaia di miliardi di litri di acqua dolce e fredda nel Nord Atlantico.

Un Beaufort Gyre sempre più instabile potrebbe anche distruggere l’aloclina dell’Artico, lo strato di acqua oceanica sottostante l’acqua dolce fredda del vortice, che lo isola da acque molto più profonde, più calde e più salate. Se l’aloclina viene in qualche modo indebolita da un vortice più instabile, questo potrebbe favorire la risalita delle acque più calde, sciogliendo ulteriormente il ghiaccio artico.

Marshall. Conclude non nascondendo la sua preoccupazione: «Questo fa parte di ciò che stiamo vedendo in un mondo che si sta riscaldando. Sappiamo che le temperature medie globali stanno aumentando, ma le temperature artiche stanno aumentando ancora di più. Quindi l’Artico è molto vulnerabile ai cambiamenti climatici. Ed essenzialmente vivremo un periodo in cui il “governatore” se ne andrà».