Sistemi di frattura esistenti all'interno delle piattaforme di ghiaccio costiere dell'Antartide (bianco) previsti da un modello di apprendimento automatico. L'acqua di fusione ha raggiunto pochissimi di loro, ma questo potrebbe cambiare rapidamente se l'aria si riscalda. Credito:adattato da Lai et al., Natura 2020
Un nuovo studio afferma che molte delle piattaforme di ghiaccio che circondano l'Antartide potrebbero essere vulnerabili a una rapida distruzione se l'aumento delle temperature spingesse l'acqua di fusione nelle numerose fratture che attualmente penetrano nelle loro superfici. Le mensole aiutano a rallentare lo scorrimento dei ghiacciai interni verso l'oceano, quindi se dovessero fallire, Di conseguenza, i livelli del mare in tutto il mondo potrebbero aumentare rapidamente. Lo studio appare questa settimana nella principale rivista Natura .
Le piattaforme di ghiaccio sono lingue giganti di ghiaccio che galleggiano sull'oceano intorno ai bordi del continente. I vasti ghiacciai terrestri dietro di loro spingono costantemente verso il mare. Ma poiché molti scaffali sono in gran parte confinati all'interno di ampie baie e golfi, sono compressi dai lati e rallentano la marcia dei ghiacciai, un po' come una persona in uno stretto corridoio che stringe le braccia contro le pareti per rallentare qualcuno che cerca di superarli. Ma le piattaforme di ghiaccio sperimentano uno stress competitivo:si allungano mentre si avvicinano all'oceano. Le osservazioni satellitari mostrano che, di conseguenza, si fanno a pezzi; la maggior parte sono inclinate con numerose lunghe fratture perpendicolari alla direzione di stiramento. Le fratture che si formano in superficie possono essere profonde decine di metri; altri, formando dal basso, può penetrare nel ghiaccio centinaia di metri verso l'alto. Alcune fratture sono larghe centinaia di metri.
Attualmente, la maggior parte degli scaffali è congelata tutto l'anno, e stabile. Ma gli scienziati prevedono che un riscaldamento diffuso potrebbe verificarsi più avanti nel secolo. E, la ricerca esistente ha dimostrato che anche lievi sbalzi di temperatura possono stimolare uno scioglimento diffuso. Ciò potrebbe inviare l'acqua di fusione che sale nelle fratture superficiali. Tali picchi potrebbero potenzialmente causare idrofratturazione, un processo in cui l'acqua liquida, più pesante del ghiaccio, costringerebbe violentemente le fratture ad aprirsi lampo, e causare la rapida disintegrazione della piattaforma Il nuovo studio stima che dal 50 al 70 percento delle aree delle piattaforme di ghiaccio che sostengono i ghiacciai sono vulnerabili a tali processi.
"Non si tratta solo di sciogliersi, ma dove si sta sciogliendo, ", ha affermato l'autore principale Ching-Yao Lai, un ricercatore post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University.
"Le piattaforme di ghiaccio, questo è il punto debole, dove l'atmosfera, il ghiaccio e l'oceano interagiscono, ", ha affermato il coautore dello studio Jonathan Kingslake, un glaciologo a Lamont-Doherty. "Se si riempiono di acqua di fusione, le cose possono accadere molto rapidamente dopo, e potrebbero esserci gravi conseguenze per il livello del mare".
L'idrofrattura è già avvenuta in alcuni punti. Parti della piattaforma di ghiaccio di Larsen, che era stabile da almeno 10, 000 anni, si è disintegrata in pochi giorni nel 1995 e nel 2002. Questa è stata seguita dalla parziale rottura della piattaforma di ghiaccio Wilkins nel 2008 e nel 2009. Le principali cause concordate:l'idrofrattura. Il Larsen e il Wilkins comprendono alcuni dei ghiacci più settentrionali del continente, e così sono stati i primi a soffrire per l'aumento delle temperature e lo scioglimento stagionale.
Le aree delle piattaforme di ghiaccio antartiche che sostengono i ghiacciai vulnerabili all'idrofratturazione sono mostrate in rosso. Anche le aree blu adiacenti all'oceano sono vulnerabili, ma quelle porzioni non aiutano a trattenere i ghiacciai. Le aree verdi e gialle più piccole più vicine alla terra sono meno vulnerabili. Credito:adattato da Lai et al., Natura 2020.
Il nuovo studio segue un documento del 2017 condotto da Kingslake che mostra che stagni e ruscelli stagionali sulla superficie del ghiaccio sono molto più comuni in tutta l'Antartide di quanto si credesse in precedenza; alcuni raggiungono entro 375 miglia dal Polo Sud. Ma la maggior parte delle caratteristiche catalogate si trova in luoghi non soggetti a idrofrattura. Il nuovo studio mostra che, finora, solo circa lo 0,6 percento delle piattaforme di ghiaccio dell'Antartico orientale che forniscono un'esperienza di sostegno di ristagno dell'acqua di fusione, rendendoli vulnerabili. Una percentuale molto più grande sarebbe potenzialmente in pericolo, se il riscaldamento prende piede.
In collaborazione con Cameron Chen, un ricercatore di Google, Lai ha addestrato un modello di apprendimento automatico per identificare le posizioni di frattura della piattaforma di ghiaccio in tutta l'Antartide, per produrre la prima mappa continentale di tali caratteristiche. Sebbene la maggior parte delle fratture ora non contenga acqua liquida, gli scienziati hanno considerato casi futuri in cui l'acqua di fusione potrebbe riempire completamente le fratture superficiali. Ciò ha permesso loro di prevedere quali parti degli scaffali sarebbero state vulnerabili all'idrofrattura, quando si tiene conto delle forze di compressione concorrenti dai lati, e l'allungamento del ghiaccio da dietro in avanti.
Hanno calcolato che l'afflusso di liquido nelle fratture esistenti potrebbe potenzialmente esercitare una forza sufficiente per causare un'idrofrattura diffusa tra il 50 e il 70 percento delle aree della piattaforma di ghiaccio che forniscono sostegno. Le principali eccezioni erano minori, aree di ghiaccio più solide più vicine alla terraferma, che subiscono meno stress dallo stretching. Le parti terminali dei ripiani, per lo più circondato da mare aperto, sono anche vulnerabili, ma fluttuando liberamente come loro, quelli non aiutano a trattenere i ghiacciai.
Mentre lo studio lampeggia un avvertimento, i ricercatori affermano di non poter prevedere con esattezza il comportamento delle piattaforme di ghiaccio. "Quanto velocemente si formerebbe l'acqua di fusione e riempirebbe quelle crepe è la prima domanda, " ha detto Kingslake. Ha detto che lo scenario peggiore sarebbe che "molti posti saranno coperti da molta, molta acqua entro la fine del secolo". Ma le proiezioni variano ampiamente, a seconda dei modelli utilizzati dagli scienziati, e con quanta forza l'umanità riduce i gas serra, o no. La seconda domanda è se particolari località subiranno idrofratturazione, Egli ha detto. La terza domanda:se il processo scapperebbe, facendo sì che lo scaffale subisse una disintegrazione esplosiva di tipo Larsen.
Teodoro Scambos, un importante glaciologo antartico e il National Snow and Ice Data Center, ha affermato che il giornale "fa un ottimo lavoro nell'indicare le aree in cui si può dire, 'Se si inonda di fusione qui, è probabile che si rompa lo scaffale." Ha aggiunto che "ha enormi implicazioni per il livello del mare" se le temperature estive lungo le coste aumentano.
"Infine, tutte le piattaforme di ghiaccio potrebbero essere coperte dall'acqua di fusione, " disse Lai. "Ma non abbiamo un lasso di tempo, e ci sono un sacco di grandi domande rimaste".
