Tre grandi calotte glaciali vengono osservati da vicino dagli scienziati mentre le temperature globali aumentano, i ghiacciai si sciolgono e il livello del mare si alza. Dei tre, la calotta glaciale dell'Antartico orientale è il maggior potenziale contributore all'innalzamento del livello del mare.

Ma gli sforzi per prevedere il ruolo dell'Antartico orientale nel futuro innalzamento del livello del mare sono stati ostacolati dall'assenza di dati sulla risposta della calotta glaciale ai periodi di riscaldamento in passato. La storia geologica dell'enorme calotta glaciale, congelata sia sopra che, in molti posti, sotto la superficie dell'oceano, è stato difficile da individuare.

Utilizzando misurazioni analitiche ultrasensibili che hanno contribuito a rivelare la storia di altre calotte glaciali, un team di ricercatori ha scoperto che la calotta glaciale dell'Antartico orientale non si è ritirata significativamente sulla terra durante l'epoca calda del Pliocene, circa da 5,3 a 2,6 milioni di anni fa, quando le concentrazioni di anidride carbonica atmosferica erano simili ai livelli odierni, un team di scienziati riferisce oggi sulla rivista Natura .

I risultati suggeriscono che parte del ghiaccio nel continente meridionale potrebbe essere stabile in un clima di riscaldamento, ma non segnalare che l'Antartide può in qualche modo contrastare l'impatto del cambiamento climatico, i ricercatori avvertono. Le emissioni continue significano che i livelli di anidride carbonica atmosferica supereranno presto il punto di riferimento fissato durante il Pliocene, l'ultima volta che la Terra ha sperimentato livelli di anidride carbonica superiori a 400 parti per milione.

Lo studio si è concentrato sul ghiaccio terrestre, la porzione della calotta glaciale che si trova sopra l'oceano e sequestra abbastanza acqua per spiegare più di 110 piedi di innalzamento del livello del mare se la calotta glaciale si sciogliesse in risposta all'aumento della temperatura dell'aria. L'altro componente della calotta glaciale dell'Antartico orientale è il cosiddetto ghiaccio marino, che si trova sotto il livello del mare ed è quindi direttamente influenzato dall'oceano.

"Sulla base di queste prove del Pliocene, gli attuali livelli di anidride carbonica non sono sufficienti per destabilizzare il ghiaccio terrestre nel continente antartico, ", ha affermato Jeremy Shakun, assistente professore di scienze della terra e dell'ambiente del Boston College, un autore principale del rapporto. "Ciò non significa che agli attuali livelli di anidride carbonica atmosferica, L'Antartide non contribuirà all'innalzamento del livello del mare. Il ghiaccio marino potrebbe benissimo, e in effetti sta già iniziando a farlo, e solo questo può contenere circa 20 metri di innalzamento del livello del mare. Stiamo dicendo che il segmento terrestre della calotta glaciale è resistente agli attuali livelli di anidride carbonica".

Le stime sull'innalzamento del livello del mare durante il Pliocene sono variate, da 20 piedi a più di 130 piedi più alti di oggi. L'estremità superiore di questo intervallo implicherebbe che gran parte del ghiaccio sul pianeta si sia sciolto, che tutti insieme contengono abbastanza acqua per alzare il livello del mare di oltre 200 piedi. Se la calotta glaciale dell'Antartico orientale era stabile durante il Pliocene, però, come suggeriscono Shakun e colleghi, il totale del Pliocene avrebbe potuto essere al massimo di circa 100 piedi.

I ricercatori hanno analizzato i sedimenti contenuti nelle carote di perforazione prelevate dal fondo del mare. Questi nuclei contengono record geologici, ma anche firme chimiche. In particolare, i rari isotopi berillio-10 e alluminio-26, che sono stati estratti nella Community Cosmogenic Facility dell'Università del Vermont, supportata dalla National Science Foundation degli Stati Uniti, e misurati utilizzando acceleratori di particelle presso il Rare Isotope Measurement Laboratory della Purdue University e il Center for Accelerator Mass Spectrometry del Lawrence Livermore National Laboratory.

"Isolare questi rari isotopi dai granelli di sabbia antica è come trovare un ago molto piccolo in un pagliaio molto grande, ", ha affermato il geologo dell'Università del Vermont Paul Bierman, coautore del nuovo studio. "Ma misurarli ci dà una visione potente del passato dell'Antartide che non è mai stata vista prima".

Entrambi gli isotopi si trovano nelle superfici rocciose che sono state esposte alle radiazioni cosmiche che bombardano la terra dallo spazio. I ricercatori di solito esaminano campioni di roccia dai pendii, cime delle montagne, e fiumi per determinare dove e quando il ghiaccio si è ritirato durante le ere geologiche precedenti.

Shakun, Bierman e gli altri coautori dell'ultimo rapporto hanno utilizzato un approccio diverso due anni fa per offrire uno dei resoconti climatologici più completi della calotta glaciale della Groenlandia finora, risalente a 7,5 milioni di anni fa.

Nello studio della Groenlandia, i livelli di berillio-10 trovati nei depositi sabbiosi portati in mare negli iceberg hanno suggerito che la calotta glaciale fosse una presenza "persistente e dinamica" che si è sciolta e riformata periodicamente in risposta alle fluttuazioni di temperatura. I risultati hanno contribuito a confermare che la calotta glaciale della Groenlandia è una persona sensibile al cambiamento climatico globale.

Studi precedenti sulla calotta glaciale dell'Antartide orientale hanno indicato che alcune parti marine della calotta glaciale e la vicina calotta glaciale dell'Antartide occidentale si sono sciolte durante il Pliocene. Ma non era chiaro se anche il ghiaccio terrestre si fosse sciolto.

Esaminando campioni di sedimenti consegnati da sezioni terrestri della calotta glaciale dell'Antartico orientale, i ricercatori hanno scoperto che quelle aree che sfociano nel Mare di Ross sono rimaste stabili negli ultimi otto milioni di anni, riporta la squadra. La loro analisi ha trovato concentrazioni "estremamente basse" di isotopi di berillio e alluminio nella sabbia di quarzo nei campioni di sedimenti marini prelevati nella regione.

Mentre il sedimento era il prodotto dell'erosione del continente, i bassi livelli di firme chimiche rivelatrici rivelano che il sedimento ha subito solo una minima esposizione alle radiazioni cosmiche, portando la squadra a concludere che l'Antartide orientale deve essere rimasta coperta di ghiaccio.

"I risultati indicano che il riscaldamento atmosferico durante gli ultimi otto milioni di anni non è stato sufficiente a causare una fusione diffusa e/o di lunga durata del margine EAIS sulla terra, " scrive il team di scienziati nel nuovo studio, intitolato "Ritiro della calotta glaciale dell'Antartico orientale minimo sulla terra negli ultimi otto milioni di anni".

I risultati non solo chiariscono l'impatto passato dell'aumento delle temperature sul ghiaccio dell'Antartico orientale, ma confermano l'accuratezza dei modelli che gli scienziati stanno utilizzando per valutare le conseguenze passate e future di un pianeta in fase di riscaldamento.

"Questi risultati si aggiungono al crescente numero di prove che il contenimento dei livelli di anidride carbonica atmosferica può ancora garantire la stabilità di quantità significative di ghiaccio in Antartide e in tutto il mondo, " disse Shakun.