Il film catastrofico del 2004 "The Day After Tomorrow" descriveva gli effetti catastrofici:supertempeste, tornado e gelate profonde, derivanti dagli impatti dei cambiamenti climatici. Nel film, il riscaldamento globale ha accelerato lo scioglimento dei ghiacci polari, che ha interrotto la circolazione nell'Oceano Atlantico settentrionale, innescando violenti cambiamenti del tempo. Gli scienziati hanno denigrato gli scenari terribili del film, ma ha affermato che il cambiamento climatico potrebbe effettivamente influenzare la circolazione oceanica:potrebbe arrestare la Corrente del Golfo?

Le numerose correnti oceaniche e i sistemi eolici che spostano il calore dall'equatore verso nord verso i poli, poi trasportano l'acqua fredda verso l'equatore, costituiscono la circolazione termoalina. (Thermo si riferisce alla temperatura mentre l'haline indica il contenuto di sale; entrambi i fattori determinano la densità delle acque oceaniche.) È anche chiamato Great Ocean Conveyor, un termine coniato nel 1987 da Wallace Broecker, Newberry Professore di Geologia presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente della Columbia University e scienziato al Lamont-Doherty Earth Observatory. Broecker ha teorizzato che i cambiamenti nella circolazione termoalina abbiano innescato drammatici cambiamenti nel Nord Atlantico durante l'ultima era glaciale.

Alle alte latitudini, l'acqua fredda sulla superficie dell'oceano diventa più salata quando parte dell'acqua evapora e/o il sale viene espulso nella formazione del ghiaccio marino. Poiché l'acqua più fredda e salata è più densa e quindi più pesante, scende in profondità nell'oceano e si muove lungo le profondità fino a quando non può salire in superficie vicino all'equatore, di solito negli oceani Pacifico e Indiano. Il calore del sole poi riscalda l'acqua fredda in superficie, e l'evaporazione lascia l'acqua più salata. L'acqua calda salata viene poi condotta verso nord; si unisce alla Corrente del Golfo, una grande e potente corrente oceanica che è anche guidata dai venti. L'acqua calda e salata risale la costa orientale degli Stati Uniti, quindi attraversa la regione del Nord Atlantico dove rilascia calore e riscalda l'Europa occidentale. Una volta che l'acqua rilascia il suo calore e raggiunge il Nord Atlantico, diventa di nuovo molto freddo e denso, e sprofonda nell'oceano profondo. Il ciclo continua. La circolazione termoalina gioca un ruolo chiave nel determinare il clima delle diverse regioni della terra.

La circolazione del capovolgimento dell'Atlantico Meridionale, parte della circolazione termoalina che comprende la Corrente del Golfo, è il sistema di circolazione oceanica che trasporta il calore a nord dai tropici e dall'emisfero australe fino a perderlo nell'Atlantico settentrionale settentrionale, Mari del Nord e del Labrador, che porta al profondo sprofondamento delle acque più fredde.

Poiché la circolazione termoalina è principalmente guidata dalle differenze nella densità dell'acqua, dipende dalle acque fredde e dense che sprofondano negli oceani profondi. Il riscaldamento globale può influire su questo riscaldando le acque superficiali e sciogliendo il ghiaccio che aggiunge acqua fresca alla circolazione, rendere le acque meno saline; questo rinfrescamento dell'acqua può impedire alle acque fredde di affondare e quindi alterare le correnti oceaniche.

Mentre il pianeta si riscalda, sempre più acqua dolce entra nel sistema. Nel 2016, l'estensione dello scioglimento del ghiaccio marino della Groenlandia ha stabilito un nuovo record. quel maggio, l'Artico ha perso circa 23, 600 miglia quadrate di ghiaccio al giorno, rispetto alla perdita media a lungo termine di 18, 000 miglia quadrate al giorno. Uno studio di Marco Tedesco, un professore di ricerca a Lamont-Doherty specializzato in Groenlandia, e colleghi hanno suggerito che una riduzione della differenza di temperatura tra le regioni polari e temperate (l'Artico si sta riscaldando due volte più velocemente del resto del pianeta) ha spinto le correnti d'aria a getto verso nord. L'aria calda e umida che trasportava aleggiava sulla Groenlandia, provocando lo scioglimento del disco.

Finora quest'anno, Tedesco ha detto, "Lo scioglimento in Groenlandia è nella media, ma è ancora al di sopra della media di quanto accadeva 20 anni fa... Anche lo scioglimento della neve dalla Siberia si è sciolto prima, c'è stata più acqua dolce dalla Groenlandia, c'è più acqua dolce dal ghiaccio marino nell'Oceano Artico e più acqua dolce dal Canada settentrionale che si sta sciogliendo a un ritmo crescente. Tutti questi fattori puntano nella direzione di aumentare lo scarico di acqua dolce nella sezione nordatlantica dell'Artico. È molto probabile che avrà un impatto".

Oltre al riscaldamento delle temperature che accelera lo scioglimento della Groenlandia, la neve e il ghiaccio vengono oscurati dal nerofumo, (riducendo la loro riflettività e riscaldando la neve), e alghe e batteri trasportati dal vento che crescono nei buchi del ghiaccio. "Una maggiore attività biologica implica superfici più scure che a loro volta implicano una maggiore fusione, ", ha detto Tedesco. "Ma penso che non ci sia ancora abbastanza conoscenza per proiettare correttamente [quali potrebbero essere gli impatti]... Sappiamo che c'è un impatto ed è importante quantificare quell'impatto perché abbiamo bisogno di sapere quali sono i processi che dobbiamo considerare di fare proiezioni adeguate."

Uno studio del 2015 ha ipotizzato che l'acqua dolce, che è aumentata nell'Atlantico settentrionale di oltre 4, 500 miglia cubiche (19, 000 km3) tra il 1961 e il 1995, ha indebolito la formazione di acque profonde della Circolazione di Ribaltamento Meridionale Atlantico, in particolare dopo il 1975. La circolazione è rallentata tra il 15 e il 20 percento nel XX secolo, un'anomalia senza precedenti nell'ultimo millennio, il che suggerisce che non è dovuto alla variabilità naturale. Gli scienziati hanno ipotizzato che questo potrebbe spiegare perché, nel 2014, una zona specifica nel mezzo dell'Atlantico settentrionale è stata la più fredda mai registrata dal 1880, mentre ovunque le temperature globali stavano aumentando. Lo studio ha suggerito che il raffreddamento insolito di questa regione potrebbe essere dovuto a un indebolimento del trasportatore globale che si sta già verificando. (Sembra che si sia parzialmente ripreso dal 1990.)

Michael Mann, Illustre Professore di Scienze dell'Atmosfera presso la Penn State University, uno degli autori dello studio, ha osservato che se la Circolazione del Capovolgimento Meridionale Atlantico dovesse crollare completamente nei prossimi decenni, cambierebbe i modelli di circolazione oceanica, influenzare la catena alimentare, e avere un impatto negativo sulle popolazioni ittiche. Non torneremmo a condizioni molto fredde, però, perché gli oceani hanno assorbito tanto calore.

Un altro studio del 2015 che ha modellato un ipotetico rallentamento o collasso della circolazione di ribaltamento meridionale atlantica ha concluso che un collasso potrebbe provocare un raffreddamento diffuso in tutto il Nord Atlantico e in Europa (sebbene questo sarebbe in qualche modo mitigato dal riscaldamento globale), aumento del ghiaccio marino nell'Atlantico settentrionale, cambiamenti nei modelli di precipitazioni tropicali, tempeste nordatlantiche più forti, riduzione delle precipitazioni e del flusso dei fiumi, nonché ridotta produttività delle colture in Europa. Questi effetti avrebbero un impatto su molte regioni del mondo.

Anche il livello del mare ne risentirebbe. Attualmente i livelli del mare sono più bassi sulla costa orientale degli Stati Uniti perché le acque ad est della Corrente del Golfo, più vicino all'Europa, sono più caldi e si espandono, quindi i livelli del mare sono più alti. Se la Corrente del Golfo è indebolita, si riduce la differenza di temperatura tra i due lati, quindi il livello del mare aumenterà a ovest della Corrente del Golfo lungo la costa orientale degli Stati Uniti e il Nord Atlantico. Infatti, il livello del mare lungo la costa e il Golfo del Messico sta aumentando più velocemente che in qualsiasi altra parte degli Stati Uniti, e alcuni dati suggeriscono che è perché la Corrente del Golfo ha già iniziato a rallentare. Altre ricerche hanno attribuito un aumento dell'innalzamento del livello del mare da New York a Terranova dal 2009 al 2010 all'inversione della circolazione meridionale atlantica che ha rallentato del 30 percento nello stesso periodo, così come insolite correnti di vento che spingevano le acque oceaniche verso la costa.

Non tutti gli scienziati concordano sul fatto che la circolazione del capovolgimento del meridiano atlantico stia rallentando o che se lo è, il fenomeno è causato dal riscaldamento globale indotto dall'uomo. Uno studio del 2016 ha suggerito che mentre una grande quantità di acqua dolce è stata scaricata dalla Groenlandia, è difficile tenere traccia di ciò che accade a causa di vortici e correnti. Questa ricerca ha concluso che la maggior parte dell'acqua di fusione della Groenlandia si sposta verso sud, e ciò che resta dell'acqua dolce non è sufficiente per intaccare la Circolazione di Ribaltamento Atlantico Meridionale. Gli scienziati hanno riconosciuto, però, che il rapido scioglimento in corso della Groenlandia e l'aumento dell'acqua dolce potrebbero eventualmente influire su di essa.

La linea di fondo è che la circolazione termoalina è un sistema molto complesso e gli scienziati non comprendono ancora tutte le variabili coinvolte nel suo funzionamento. C'è un dibattito in corso sul perché la Circolazione del Capovolgimento Meridionale Atlantico si sia indebolita e quanto sia dovuto agli effetti dell'attività umana sul clima.

Nel passato della Terra, gli scienziati hanno visto prove di grandi immissioni di acqua dolce nel Nord Atlantico dallo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte glaciali, nonché dei cambiamenti nella circolazione termoalina durante le transizioni dentro e fuori i periodi glaciali. Il riscaldamento globale potrebbe potenzialmente causare un arresto della circolazione termoalina e il successivo raffreddamento regionale, ma poiché la Terra continuerà a riscaldarsi a causa delle emissioni di gas serra, non produrrebbe un'altra era glaciale. Se la circolazione termoalina si interrompe, il raffreddamento si verificherebbe probabilmente solo nelle regioni che sono attualmente riscaldate dal trasportatore oceanico. E anche se la circolazione termoalina si interrompesse, i venti probabilmente spingerebbero ancora la Corrente del Golfo; però, ci sarebbe meno acqua calda dai tropici e la Corrente del Golfo potrebbe diventare più fresca e non raggiungere il nord.

Il quinto rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici afferma:"... si prevede generalmente che la circolazione del ribaltamento del meridiano atlantico si indebolirà nel prossimo secolo in risposta all'aumento delle emissioni atmosferiche di gas serra... Nel complesso, è probabile che ci sarà un calo dell'AMOC entro il 2050, ma ci si possono aspettare anche decenni durante i quali l'AMOC aumenta".

Secondo Broecker, sebbene le riorganizzazioni della circolazione oceanica siano al centro di ciò che è accaduto in passato, non possiamo dire quale sia la probabilità che il riscaldamento dovuto ai gas serra innescherà un altro grande e brusco cambiamento. Ma se dovesse accadere, le conseguenze sarebbero molto meno gravi poiché, nel passato, le grandi distese di ghiaccio marino esistenti hanno avuto un ruolo significativo nel raffreddamento del pianeta. "Un arresto del trasportatore non è probabile, " disse Broecker. "Ma se è successo, sarebbe dieci volte meno drammatico e importante di quello che è successo durante il periodo glaciale, quando ha causato un cambiamento di temperatura di 10 °C".

"Stiamo monitorando la forza delle acque profonde che vanno a sud, " ha detto. "E stiamo trovando grandi cambiamenti stagionali e cambiamenti interannuali ... È un sistema complicato e non possiamo fare previsioni".

"L'importante è capire meglio cosa sta succedendo, entro quando accadrà e quali saranno le potenziali implicazioni, " ha detto Tedesco. "La nostra priorità è valutare meglio il comportamento dell'Artico e le sue connessioni con la parte temperata del pianeta a breve e lungo termine... La domanda non è se le cose cambieranno, il problema è quanto velocemente e quando cambieranno, e quali sono i cambiamenti che vedremo. Ci sono cambiamenti a scala locale che si verificano in un arco di tempo molto più breve, e cambiamenti a lungo termine che potrebbero includere l'arresto della circolazione oceanica. Abbiamo bisogno di capire i processi per costruire correttamente i modelli [per fare proiezioni]."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University:blogs.ei.columbia.edu .