I ghiacciai sono essenziali per la salute umana e animale. Infatti, Il 70% della popolazione mondiale consuma acqua che ha un input glaciale. È importante capire come operano questi giganti di ghiaccio, perché hanno un impatto sugli ecosistemi a valle.

Carli Arendt, un assistente professore di marina, scienze della terra e dell'atmosfera presso la NC State, vuole capire come si muove l'acqua attraverso i ghiacciai; nello specifico, per quanto tempo l'acqua subglaciale può essere conservata.

Normalmente, gli scienziati usano i coloranti per determinare per quanto tempo l'acqua viene immagazzinata in un ghiacciaio. Mettono il colorante sulla superficie di un ghiacciaio durante la stagione dello scioglimento e misurano quanto tempo impiega a comparire nel ruscello sottostante. Però, questo metodo mostra davvero solo il tempo di transito - quanto tempo può impiegare l'acqua per spostarsi dalla superficie di un ghiacciaio al fondo - non affronta lo stoccaggio subglaciale.

L'acqua subglaciale si riferisce all'acqua immagazzinata sul fondo del ghiacciaio, dove il ghiaccio può entrare in contatto con il substrato roccioso. Poiché è molto difficile accedere a quest'area, non c'è stato un metodo diretto per misurare per quanto tempo l'acqua subglaciale può essere conservata.

Arendt sta cercando di cambiarlo. Con i colleghi dell'Università del Michigan (dove Arendt ha iniziato lo studio come studente laureato) e dell'Università del Wyoming, ha recentemente condotto uno studio proof-of-concept su un metodo per calcolare i tempi di stoccaggio dell'acqua subglaciale.

Arendt misurato in natura, isotopi di uranio innocui (U-238 e U-234) in campioni di acqua di disgelo raccolti dal sistema subglaciale del ghiacciaio Athabasca in Canada. Col tempo, gli isotopi dell'uranio decadono in prodotti "figli", come il radon 222. Cercando la presenza di prodotti derivati ​​nell'acqua di disgelo, Arendt è stata in grado di calcolare per quanto tempo quell'acqua era stata immagazzinata nel sistema subglaciale.

Arendt ha anche cercato la presenza e la concentrazione di elementi naturali come fosforo e nitrati nell'acqua di disgelo per determinare per quanto tempo l'acqua di disgelo è stata in grado di interagire con il substrato roccioso sottostante. Col tempo, il substrato roccioso può dissolversi parzialmente nell'acqua di fusione e l'attrito tra il ghiaccio sul fondo del ghiacciaio e il substrato roccioso sottostante può superare il substrato roccioso. Entrambi i processi arricchiscono l'acqua di sali minerali.

Man mano che i campioni d'acqua diventavano più diluiti, Arendt potrebbe determinare che l'acqua ha avuto meno tempo di contatto con il substrato roccioso, aiutandola a calcolare il tempo di conservazione. Di conseguenza, Arendt e i suoi colleghi sono stati in grado di registrare prove dirette della diminuzione dei tempi di conservazione subglaciale durante la stagione di picco dello scioglimento.

Ma l'acqua di disgelo subglaciale e i minerali che contiene fanno di più che aiutare a calcolare lo stoccaggio. Questi minerali possono influenzare i cicli di vita degli animali che vivono a valle. Per esempio, il salmone dell'Alaska beneficia dell'acqua subglaciale che ha livelli più elevati di nitrati e fosforo. Questi nutrienti vengono rilasciati nell'acqua in punti specifici durante la stagione dello scioglimento, quindi le uova di salmone sono programmate per coincidere con quelle si scioglie. La salute del salmone è direttamente legata alla salute glaciale.

"I ghiacciai sono un attore chiave nei nostri ecosistemi, " Arendt dice. "Ricaricano le falde acquifere e forniscono i nutrienti di cui la fauna selvatica ha bisogno per sopravvivere. Mentre il clima cambia, comprendere l'impatto sui ghiacciai e sulle calotte glaciali ci aiuterà ad affrontare la qualità dell'acqua e i problemi di approvvigionamento".

La ricerca appare in Geologia Chimica .