Quando gli iceberg antartici si arenano sul fondale marino: perché è importante per il clima

Gli iceberg antartici sono enormi blocchi di ghiaccio che si staccano dai ghiacciai e dalle banchise di ghiaccio galleggianti e vanno alla deriva nell'Oceano Antartico. Sciogliendosi e rilasciando acqua dolce, alterando così la circolazione oceanica globale e il clima globale.

Gli iceberg trasportano anche sedimenti e nutrienti che fertilizzano l'Oceano Antartico, favoriscono la crescita del fitoplancton e contribuiscono indirettamente a rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera a livello locale, svolgendo così un ruolo vitale nel clima terrestre. A causa di questi molteplici ruoli, gli iceberg devono essere inclusi nei modelli climatici numerici per simulare accuratamente l'evoluzione degli oceani e le condizioni ambientali in un clima in continua evoluzione .

Per oltre un decennio, modelli computerizzati hanno simulato le traiettorie e lo scioglimento di singoli iceberg ma, secondo i resoconti di un numero limitato di spedizioni scientifiche, si basavano sul presupposto che gli iceberg antartici non superassero i 250 metri di spessore. Da allora, le immagini satellitari hanno rivelato che enormi iceberg si stanno arenando su dorsali profonde più di 400 metri, indicando l'esistenza di iceberg molto più spessi. Un esempio è l'iceberg A23a, che era spesso quasi 400 metri su un lato ed è rimasto arenato nel Mare di Weddell per oltre 30 anni prima di sciogliersi e continuare il suo viaggio in quello che è noto come Iceberg Alley.

Secondo lo studio “Iceberg Grounding Enhances the Release of Freshwater on the Antarctic Continental Shelf”, pubblicato recentemente su JGR Oceans da un team di ricercatori francesi e del Britsh Antarctic Survey (BAS) guidato da Anna Olivé Abelló l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) dell’Université Grenoble-Alpes, gli iceberg ereditano lo spessore del fronte della banchisa di ghiaccio in cui si formano, dando origine a iceberg che possono raggiungere fino a 680 metri di spessore, molto più di quanto precedentemente ipotizzato .

All’IGE spiegano che «Questa nuova rappresentazione è stata codificata in un modello digitale di iceberg oceanici, consentendo agli iceberg più spessi di rimanere intrappolati da dorsali sottomarine poco profonde. In seguito a questi sviluppi del modello, molti iceberg simulati rimangono incastrati su fondali marini poco profondi, con circa il 9% di essi che si incaglia a profondità comprese tra 400 e 550 metri, aumentando il tempo medio trascorso vicino alla calotta glaciale. Questo si traduce in un aumento del 30% della quantità di acqua di fusione rilasciata dagli iceberg sulla piattaforma continentale che circonda l'Antartide».

I ricercatori fanno notare che «Questi cambiamenti nella distribuzione dello scioglimento hanno significative conseguenze regionali per l'Oceano Antartico, poiché aumentano la stratificazione e riducono la miscelazione verticale, isolando le acque profonde dense e relativamente calde dagli strati più freddi e superficiali. Ciò tende a favorire l'intrusione di acqua calda verso la base delle piattaforme di ghiaccio antartiche e ad accelerarne lo scioglimento. Inoltre, questi iceberg incagliati tendono ad ancorare il ghiaccio marino alla deriva, fungendo da barriera che accumula uno spesso strato di ghiaccio marino a est e mantiene le acque libere a ovest. Essere in grado di riprodurre la presenza o l'assenza di ghiaccio marino è essenziale per ottenere simulazioni climatiche affidabili e accurate».

Un limite significativo di questo primo studio risiede nel fatto che l'interazione tra iceberg e fondale marino è rappresentata in modo molto semplificato nel modello numerico, poiché non esisteva alcuna base teorica per la fisica di questa interazione. Un secondo studio, “Modelled dynamics of floating and grounded icebergs, with application to the Amundsen Sea”, pubblicato su The Cryosphere dell’European Geisciences Union da un team di ricercatori del British Antarctic Survey e dell'IGE guidato da Yavor Yavor del BAS, presenta nuove prospettive sulla formulazione dell'equazione dell'impulso per un iceberg che si incaglia. In particolare, i ricercatori descrivono , la resistenza dei sedimenti del fondale marino e l'attrito con il substrato roccioso solido, nonché l'effetto della gravità sugli iceberg spinti oltre il loro livello di galleggiamento. Le osservazioni delle tracce lasciate dagli iceberg precedenti sul fondale marino sono state utilizzate per calibrare la rappresentazione della resistenza dei sedimenti. Gli scienziati britannici e francesi sono convinti che «Questa rappresentazione più completa dei processi di arenamento degli iceberg consentirà di studiare la durata per cui gli iceberg rimangono arenati e di determinare se un clima più caldo porterà a un aumento o a una diminuzione del numero di iceberg arenati attorno all'Antartide».

Un altro studio “Complex mesoscale landscapes beneath Antarctica mapped from space”, pubblicato su Science da un team di ricercatori francesi, britannici e statunitensi guidato da Helen Ockenden dell’Université Grenoble-Alpe e dell’University of Edinburgh, ha tracciato una mappa dettagliata dei paesaggi nascosti sotto la calotta glaciale dell'Antartide che svela caratteristiche finora sconosciute, tra le quali migliaia di colline e valli subglaciali.

Gli scienziati hanno combinato una nuova tecnica di mappatura con i dati satellitari per fornire la vista più dettagliata ottenuta finora del territorio sotto la calotta glaciale antartica, fondamentale per comprendere la risposta del continente ai cambiamenti climatici. Le loro scoperte includono dettagli geografici di grandi catene montuose, profondi canyon. ampie valli, circa 30 mila colline e valli più piccole.

La Ockenden spiega: «Poiché effettuare osservazioni scientifiche attraverso il ghiaccio è difficile, sappiamo meno del paesaggio nascosto sotto l'Antartide di quanto sappiamo della superficie di Marte o Venere. E’ quindi davvero entusiasmante che questo nuovo metodo ci permetta di utilizzare le misurazioni satellitari della superficie del ghiaccio per colmare tutte le lacune nelle nostre mappe, rivelando nuovi dettagli su catene montuose, canyon e confini geologici».

Precedenti ricerche hanno dimostrato che le zone accidentate del territorio subglaciale, come i pendii frastagliati e le creste montuose scoscese, possono rallentare il ritiro della calotta glaciale dell'Antartide, aumentando l’attrito contro il ghiaccio che scorre verso il mare.

La nuova mappatura Ice Flow Perturbation Analysis (IFPA) identifica le forme caratteristiche sulla superficie glaciale generate dal ghiaccio che scorre su colline e valli. Il team ha combinato i dati IFPA con le più recenti osservazioni satellitari per svelare il paesaggio dell'intero continente, comprese regioni inesplorate. Secondo il team, «L'ultima mappa funge da guida importante per informare gli scienziati su dove concentrare le future indagini e aiuterà a sviluppare proiezioni più accurate su dove e quanto potrebbero aumentare i livelli del mare in futuro».

Un altro co-autore dello studio, Robert Bingham, titolare della cattedra di Glaciologia e Geofisica all'università di Edimburgo, evidenzia che «Nel corso di milioni di anni, la calotta glaciale dell'Antartide ha scolpito un paesaggio costituito da pianure, altipiani frastagliati e montagne aguzze, il tutto nascosto sotto l'attuale coltre di ghiaccio spessa chilometri. Con questa tecnica siamo in grado di osservare per la prima volta la distribuzione relativa di questi paesaggi altamente variabili sull'intero continente.

Andrew Curtis, titolare della cattedra personale di geoscienze matematiche all’iniversità di Edimburgo, conclude: «Questo metodo per proiettare le informazioni sulla superficie del ghiaccio dai satelliti fino alla base del ghiaccio fornisce un modo completamente nuovo di vedere attraverso le calotte glaciali. Nel corso di diversi anni abbiamo dimostrato la sua efficacia in test dettagliati e questa applicazione in tutta l'Antartide ne dimostra la potenza».