Nelle fredde profondità lungo il fondo del mare, Le acque del fondo antartico fanno parte di un sistema circolatorio globale, fornitura di ossigeno-, acque ricche di carbonio e nutrienti agli oceani del mondo. Nell'ultima decade, gli scienziati hanno monitorato i cambiamenti in queste acque. Ma un nuovo studio della Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) suggerisce che questi cambiamenti stessi stanno cambiando in modi inaspettati, con conseguenze potenzialmente significative per l'oceano e il clima.

In un articolo pubblicato il 25 gennaio in Progressi scientifici , un team guidato dagli oceanografi dell'OMS Viviane Menezes e Alison Macdonald riferisce che l'Antarctic Bottom Water (AABW) si è rinfrescato a un ritmo sorprendente tra il 2007 e il 2016, un cambiamento che potrebbe alterare la circolazione oceanica e infine contribuire all'innalzamento del livello del mare.

"Se cambi la circolazione, cambi tutto nell'oceano, " disse Menezes, un ricercatore post-dottorato WHOI e l'autore principale dello studio. La circolazione oceanica guida il movimento delle acque calde e fredde in tutto il mondo, quindi è essenziale per immagazzinare e regolare il calore e svolge un ruolo chiave nella temperatura e nel clima della Terra. "Ma non abbiamo ancora tutta la storia. Abbiamo dei nuovi pezzi, ma non abbiamo l'intero puzzle."

Il puzzle in sé non è nuovo:studi passati suggeriscono che AABW ha subito cambiamenti significativi per decenni. Dagli anni '90, un programma internazionale di indagini ripetute ha periodicamente campionato alcuni bacini oceanici in tutto il mondo per monitorare la circolazione e le condizioni in questi punti nel tempo. Lungo una serie di siti, o "stazioni, " che si estende dall'Antartide all'Oceano Indiano meridionale, i ricercatori hanno monitorato le condizioni di AABW, uno strato di acqua profondamente fredda inferiore a 0°C (rimane liquido a causa del suo contenuto di sale, o salinità) che si muove attraverso l'oceano abissale, mescolandosi con acque più calde mentre circola in tutto il mondo nell'Oceano Antartico e verso nord in tutti e tre i principali bacini oceanici.

L'AABW si forma lungo le piattaforme di ghiaccio antartiche, dove i forti venti raffreddano le aree aperte dell'acqua, chiamato polinia, fino a quando parte dell'acqua non si congela. Il sale nell'acqua non si congela, però, quindi l'acqua di mare non congelata intorno al ghiaccio diventa più salata. Il sale rende l'acqua più densa, facendolo affondare sul fondo dell'oceano.

"Si pensa che queste acque siano il sostegno della circolazione oceanica globale su larga scala, " ha detto McDonald, uno specialista di ricerca senior WHOI e coautore dello studio. "Antarctic Bottom Water ottiene le sue caratteristiche dall'atmosfera, ad esempio, carbonio e ossigeno disciolti e li manda in profondità nell'oceano. Quindi, mentre l'acqua si muove intorno al globo, si mescola con l'acqua circostante e iniziano a condividere le proprietà l'uno dell'altro. È come fare un respiro profondo e lasciarlo andare molto lentamente, per decenni o addirittura secoli."

Di conseguenza, il flusso gelido svolge un ruolo critico nella regolazione della circolazione, temperatura, e la disponibilità di ossigeno e sostanze nutritive in tutti gli oceani del mondo, e funge sia da barometro per il cambiamento climatico sia da fattore che può contribuire a tale cambiamento.

Uno studio passato che utilizzava i dati del sondaggio ripetuto ha rilevato che AABW si era riscaldato e rinfrescato (diventato meno salino) tra il 1994 e il 2007. Quando Macdonald e Menezes hanno rivisitato la linea di stazioni, hanno misurato come AABW è cambiata negli anni successivi.

Durante l'estate australe del 2016, si unirono all'equipaggio della nave da ricerca R/V Revelle e navigarono a nord dall'Antartide all'Australia, sfidando frequenti tempeste per raccogliere campioni ogni 30 miglia nautiche. In un laboratorio di bordo, hanno analizzato i campioni utilizzando i dati dei sensori di conducibilità-temperatura-profondità (CTD), che misurano la salinità dell'acqua, temperatura e altre proprietà, con il supporto della coautrice dello studio Courtney Schatzman della Scripps Institution of Oceanography, che ha elaborato i dati grezzi.

Il team ha scoperto che la tendenza al riscaldamento precedentemente rilevata è continuata, anche se a un ritmo un po' più lento. La sorpresa più grande, però, era la sua mancanza di salsedine:l'AABW in questa regione è cresciuto più fresco quattro volte più velocemente negli ultimi dieci anni rispetto a quanto non fosse tra il 1994 e il 2007.

"Ho pensato, 'Oh wow!' quando ho visto il cambiamento di salinità, " ha detto Menezes. "Raccogli i dati e a volte impieghi dai 2 ai 3 anni per trovare qualcosa, ma questa volta sapevamo cosa avevamo in poche ore, e sapevamo che era molto inaspettato."

Un tale spostamento, fosse globale, potrebbe alterare in modo significativo la circolazione oceanica e il livello del mare.

"Più l'acqua è fresca e calda, meno denso sarà, e più si espanderà e occuperà più spazio - e questo porterà all'innalzamento del livello del mare, " disse Macdonald. "Se queste acque non affondano più, potrebbe avere effetti di vasta portata per i modelli di circolazione oceanica globale".

Rimangono le domande sulla causa del cambiamento. Menezes e Macdonald ipotizzano che il rinfresco potrebbe essere dovuto a un recente evento che cambia il paesaggio. Nel 2010, un iceberg delle dimensioni del Rhode Island si è scontrato con la lingua del ghiacciaio Mertz in Antartide, ritagliando un più di 1, pezzo di 000 miglia quadrate e rimodellando il paesaggio ghiacciato della George V/Adelie Land Coast, dove si pensa si formi l'AABW osservato in questo studio. Il successivo scioglimento ha rinfrescato drammaticamente le acque lì, che a sua volta potrebbe aver rinfrescato anche l'AABW. Studi futuri potrebbero utilizzare l'analisi chimica per risalire alle acque fino al luogo della collisione e del parto e confermare l'ipotesi.