Per anni, gli scienziati hanno avvertito di un cosiddetto "punto caldo" di aumento accelerato del livello del mare lungo la costa nord-orientale degli Stati Uniti. Ma modellare accuratamente questa accelerazione e le variazioni dell'innalzamento del livello del mare da una regione all'altra si è rivelato difficile.

Ora, un prossimo articolo su Geophysical Research Letters offre il primo modello completo per comprendere le differenze nell'innalzamento del livello del mare lungo la costa orientale del Nord America. Quel modello incorpora dati non solo dalla pressione atmosferica e dalle dinamiche oceaniche:correnti che cambiano, l'aumento delle temperature oceaniche e della salinità influenzano il livello del mare, ma anche, per la prima volta, cambiamento di massa del ghiaccio in Groenlandia e in Antartide. I ricercatori affermano che il loro modello supporta un crescente consenso sul fatto che l'innalzamento del livello del mare abbia iniziato ad accelerare nel 1990 e che ciò che hanno scoperto migliorerà le stime del futuro aumento del livello del mare a livello locale.

"Molte persone hanno cercato l'accelerazione del livello del mare e hanno avuto problemi a trovarla, " ha detto James Davis, coautore dell'articolo e professore e ricercatore presso il Lamont-Doherty Earth Observatory. "Il fatto che siamo riusciti a modellare bene questo sembra indicare che ciò che stiamo misurando è corretto".

Davis ha lavorato insieme all'oceanografa Nadya Vinogradova, fondatore del Cambridge Climate Institute nel Massachusetts, sul progetto di modellazione dell'innalzamento del livello del mare. Il loro modello, che incorporava ipotesi che l'accelerazione dell'innalzamento del livello del mare fosse iniziata negli anni '90 e non prima, ha previsto con precisione le variazioni dell'innalzamento del livello del mare lungo la costa orientale del Nord America che sono state osservate nei dati dei mareografi per oltre mezzo secolo.

Recenti ricerche indicano che il livello medio globale del mare, o l'altezza media degli oceani del mondo, è aumentato in media di 3 millimetri (.1 pollici) all'anno dal 1993, quando i satelliti hanno iniziato a misurarlo. Ma lungo la costa orientale degli Stati Uniti a nord di Cape Hatteras, i tassi di innalzamento del livello del mare sono risultati da tre a quattro volte superiori alla media globale in determinati periodi.

Fondamentale per il modello costruito da Davis e Vinogradova è stata una ricerca pubblicata nel 2014 che per la prima volta ha misurato l'accelerazione nello scioglimento dei ghiacciai in Groenlandia e in Antartide utilizzando i dati del satellite della NASA GRACE. Un altro elemento critico è stata l'aggiunta della modellazione dinamica oceanica del GECCO2 dell'Università di Amburgo che, anche se a bassa risoluzione rispetto ai modelli più attuali, ha permesso loro di guardare una linea temporale che risale al 1948. Più recente, i modelli a risoluzione più elevata non risalgono oltre il 1990.

I ricercatori hanno combinato i modelli GRACE e GECCO2 con i dati sulla pressione atmosferica e li hanno confrontati con i dati dei mareografi della costa orientale, che misurano i livelli reali del mare sulla costa e sono abbondanti e di alta qualità per gran parte del XX e dell'inizio del XXI secolo.

Davis e Vinogradova hanno scoperto che i contributi all'oceano derivanti dallo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia tendono effettivamente ad accelerare l'innalzamento del livello del mare lungo la parte meridionale della costa orientale degli Stati Uniti, a sud di latitudine 35◦, in parte a causa di una forza chiamata autoattrazione gravitazionale e carico elastico. Sebbene il ghiaccio sciolto aggiunga volume agli oceani, provoca anche la caduta del livello del mare più vicino a un ghiacciaio fuso a causa di un calo dell'attrazione gravitazionale dovuta alla perdita di massa, chiamata autoattrazione gravitazionale. La perdita di massa di ghiaccio provoca anche l'innalzamento della terra che si trovava sotto quel ghiaccio, e deprime il fondo del bacino oceanico circostante, che si chiama carico elastico.

In contrasto, le mutevoli dinamiche oceaniche sono responsabili dell'aumento accelerato del livello del mare lungo la parte settentrionale della costa, a nord di latitudine 40◦. Ad esempio, un afflusso di acqua dolce dalla fusione glaciale della Groenlandia al vicino Atlantico settentrionale, così come l'aumento delle temperature oceaniche nell'Atlantico settentrionale, stanno indebolendo un sistema attuale definito chiamato Atlantic Meridional Overturning Circulation, che guida la Corrente del Golfo. Tipicamente la Corrente del Golfo abbassa il livello del mare proprio lungo la costa, così come questa corrente si indebolisce, il livello del mare si riprende. Nel frattempo, temperature oceaniche più elevate alzano il livello del mare espandendo la colonna d'acqua.

Davis e Vinogradova hanno scelto di concentrarsi sull'accelerazione dell'innalzamento del livello del mare proprio per evitare il problema di misurare con precisione ciò che è noto come rimbalzo post-glaciale. Il rimbalzo post-glaciale è il continuo mutamento di forma della superficie terrestre che si verifica dopo che è stata liberata dal peso delle montagne di ghiaccio glaciale, un processo iniziato in Nord America alla fine della sua ultima era glaciale 16, 000 anni fa. (Questi cambiamenti si verificano molto lentamente per lunghi periodi di tempo, a differenza del carico elastico, che è quasi istantaneo ed "elastico".)

Come per il carico elastico, il rimbalzo post-glaciale può causare il rigonfiamento del fondale terrestre o marino in alcuni punti e l'affondamento in altri, che può cambiare il rapporto tra il livello del mare e la terra. Il rimbalzo post-glaciale è stato il principale contributore al cambiamento del livello del mare per gran parte del XX secolo lungo alcune parti della costa orientale, dalla baia di Chesapeake a New York e al nord del Maine. Ma le accelerazioni a breve termine tendono ad essere meno sensibili ai cambiamenti come il rimbalzo post-glaciale che si verificano su scale temporali di migliaia di anni, disse Davis.

Davis ha detto che anche se i risultati della loro modellazione supportano l'idea che l'innalzamento del livello del mare abbia accelerato negli ultimi 25 anni, ciò non significa che continuerà. "Quello che stiamo vedendo è grande, " ha detto Davis. "Ma non c'è niente in questo giornale che dice, 'Oh, Ho scoperto l'accelerazione e ora affogheremo tutti». Non puoi prevedere in avanti." Ci sono molte fonti di feedback nel sistema che gli scienziati ancora non capiscono, Egli ha detto.

Ancora, Davis ha suggerito che i risultati potrebbero servire come strumento per i governi locali. "Supponiamo che tu sia un sindaco di Miami e senti che le proiezioni per lo scioglimento dei ghiacci della Groenlandia sono sbagliate, e saranno molto più grandi nel prossimo secolo. Devi preoccuparti molto di più che se sei un sindaco in Nuova Scozia. Ma poi se stai parlando di correnti oceaniche, è capovolto, " ha detto Davis. "Ovunque vivi, non puoi semplicemente seguire questi rapporti [Intergovernmental Panel on Climate Change] che dicono che l'aumento del livello del mare globale è un numero".