La diminuzione del ghiaccio marino vicino alla costa artica lascia più acque libere vicino alla costa affinché i venti creino onde. L'aumento dell'azione delle onde si estende verso il basso e solleva i sedimenti sulle piattaforme continentali poco profonde, rilasciando radio e altre sostanze chimiche che vengono trasportate in superficie e spazzate via nell'oceano aperto da correnti come la deriva transpolare. Un nuovo studio ha trovato prove sorprendenti che i cambiamenti climatici stanno causando rapidamente cambiamenti costieri nell'Artico che potrebbero avere impatti significativi sulle reti trofiche e sulle popolazioni animali dell'Artico. Credito:Natalie Renier, Istituto oceanografico di Woods Hole
Gli scienziati hanno trovato prove sorprendenti di rapidi cambiamenti climatici nell'Artico:nel mezzo dell'Oceano Artico vicino al Polo Nord, hanno scoperto che i livelli di radio-228 sono quasi raddoppiati nell'ultimo decennio.
La scoperta indica che lungo la costa stanno avvenendo cambiamenti su larga scala, perché la fonte del radio è la terraferma e le piattaforme continentali poco profonde che circondano l'oceano. Questi cambiamenti costieri, a sua volta, potrebbe anche fornire più nutrienti, carbonio, e altre sostanze chimiche nell'Oceano Artico e portano a impatti drammatici sulle reti alimentari e sulle popolazioni animali dell'Artico.
Il gruppo di ricerca, guidato da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), sospetta che lo scioglimento del ghiaccio marino abbia lasciato più acque libere vicino alla costa per consentire ai venti di creare onde. L'azione delle onde arriva fino agli scaffali poco profondi e solleva i sedimenti, rilasciando radio che viene trasportato in superficie e via nell'oceano aperto. Lo stesso meccanismo potrebbe anche mobilitare e fornire più nutrienti, carbonio, e altre sostanze chimiche nell'Oceano Artico, alimentando la crescita del plancton alla base della catena alimentare. Quella, a sua volta, potrebbe avere impatti significativi su pesci e mammiferi marini e modificare l'ecosistema artico.
Lo studio è stato pubblicato il 3 gennaio 2018, nel diario Progressi scientifici . Il gruppo di ricerca includeva Lauren Kipp, Matteo Charette, e Paul Henderson (OMS), Willard Moore (Università della Carolina del Sud), e Ignatius Rigor (Università di Washington).
Gli scienziati hanno usato a lungo il radio-228 per tracciare il flusso di materiale dalla terra e dai sedimenti nell'oceano. È un isotopo naturale prodotto dal decadimento radioattivo del torio nei sedimenti. Ma a differenza del torio, si dissolve in acqua, dove gli scienziati possono rintracciare le fonti, importi, aliquote, e direzione del suo flusso, ha detto Kipp, che è l'autore principale dello studio e uno studente laureato nel Joint Program in Oceanography del MIT-WHOI.
Kipp ha guidato gli sforzi per misurare il radio in 69 località dal bordo occidentale dell'Oceano Artico al Polo in un viaggio di due mesi a bordo del rompighiaccio Healy nell'estate del 2015. La crociera faceva parte del programma internazionale GEOTRACES, che mira a misurare i traccianti chimici negli oceani del mondo per comprendere la circolazione oceanica e fornire una linea di base per valutare i futuri cambiamenti chimici negli oceani. Il programma GEOTRACES degli Stati Uniti e questo studio sono entrambi finanziati dalla National Science Foundation.
Gli scienziati a bordo del rompighiaccio Healy hanno misurato la chimica dell'acqua di mare attraverso l'Oceano Artico e hanno scoperto che i livelli di radio-228 sono quasi raddoppiati nell'ultimo decennio nel mezzo dell'oceano. Il radio è stato trasportato dalla terraferma e dalle piattaforme continentali poco profonde da correnti come il Transpolar Drift. La scoperta sorprendente è la prova che il rapido cambiamento climatico sta causando cambiamenti su larga scala lungo la costa artica, come la diminuzione del ghiaccio marino. Questi cambiamenti costieri, a sua volta, potrebbe anche fornire più nutrienti, carbonio, e altre sostanze chimiche nell'Oceano Artico e hanno un impatto significativo sulla rete alimentare artica. Credito:Natalie Renier, Istituto oceanografico di Woods Hole
Con loro sorpresa, il team di ricerca ha scoperto che le concentrazioni di radio-228 nell'Oceano Artico centrale erano aumentate sostanzialmente dall'ultima misurazione effettuata nel 2007. Qual era la sua fonte e perché era aumentata?
Il team ha studiato le traiettorie del ghiaccio marino alla deriva nell'oceano e ha visto uno schema di ghiaccio, e quindi di acqua, che scorreva verso nord dalla vasta costa settentrionale della Russia verso il centro dell'Oceano Artico, dove le concentrazioni di radio erano aumentate. Il modello allineato con la deriva transpolare, una potente corrente che scorre nella stessa direzione che potrebbe trasportare il radio da sorgenti costiere.
Hanno concluso che il radio in eccesso doveva provenire da sedimenti nella piattaforma artica siberiana orientale al largo della Russia, la più grande piattaforma continentale sulla Terra. È relativamente superficiale, con una profondità media di 170 piedi, ma si estende per 930 miglia al largo e contiene un vasto serbatoio di radio e altri composti chimici.
Qualcosa doveva essere cambiato lungo la costa per spiegare la drammatica ondata di radio nel mezzo dell'Oceano Artico. Gli scienziati ipotizzano che il riscaldamento dell'ambiente artico abbia ridotto la copertura del ghiaccio marino, consentendo una maggiore azione delle onde che solleva i sedimenti e mobilita più radio.
Ma ci sono altri possibili fattori che stanno causando cambiamenti sullo scaffale, dicono gli scienziati. Una maggiore azione delle onde può anche causare una maggiore erosione della costa, aggiungendo più sedimenti terrestri nell'oceano. Le temperature di riscaldamento possono scongelare il permafrost, liberando più materiale nell'oceano, e l'aumento del deflusso delle acque sotterranee e fluviali può trasportare più radio, nutrienti, carbonio, e altro materiale nell'Artico.
"Il monitoraggio continuo degli input di piattaforma nelle acque superficiali artiche è quindi vitale per capire come il cambiamento climatico influenzerà la chimica, biologia, e le risorse economiche dell'Oceano Artico, " hanno scritto gli autori dello studio.
La copertura dei dati sulla piattaforma siberiana orientale è attualmente molto limitata, quindi è importante condurre più studi in questa regione al fine di individuare le cause dirette dell'aumento degli input a scaffale e consentire il monitoraggio futuro. "L'evidenza di Kipp e dei suoi collaboratori per un sostanziale cambiamento in corso nell'ambiente chimico dell'Oceano Artico sottolinea la necessità di uno studio sostenuto di questi cambiamenti e dei processi coinvolti, " ha detto Bob Anderson, un professore di ricerca Ewing-Lamont presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University e il direttore dell'Ufficio del programma GEOTRACES degli Stati Uniti. "Sarebbe fantastico se gli sforzi correlati dei geochimici marini in Russia potessero essere integrati con studi futuri di altre nazioni, per esempio sotto gli auspici del programma internazionale GEOTRACES."
