La calotta glaciale dell'Antartide contiene abbastanza ghiaccio da aumentare il livello del mare globale di circa 180 piedi se tutto si sciogliesse. Ma drammatico, cambiamenti accattivanti alle piattaforme di ghiaccio galleggianti dell'Antartide, come il parto di iceberg, sono spesso evidenziati nelle notizie senza un senso di contesto a lungo termine o una chiara connessione con ciò che sta causando i cambiamenti.

L'Antartide sta perdendo il ghiaccio terrestre a un ritmo accelerato, e le osservazioni attuali suggeriscono che diventerà il maggior contributore all'innalzamento del livello del mare entro la metà di questo secolo. Comprendere le variazioni nell'altezza delle piattaforme di ghiaccio antartiche - i bordi galleggianti della calotta glaciale del continente - può dirci come e perché l'Antartide sta cambiando, e cosa potrebbe significare per i futuri livelli del mare.

Studiamo i cambiamenti nelle piattaforme di ghiaccio antartiche, insieme alla nostra collega Laurie Padman di Earth &Space Research, un istituto senza scopo di lucro a Seattle. Uno di noi, Helen Amanda Fricker, ha contribuito a due articoli in un numero speciale della rivista Nature che riunisce l'attuale comprensione dello stato dell'Antartide. Ecco cosa vediamo accadere.

Le piattaforme di ghiaccio trattengono il ghiaccio macinato

Le piattaforme di ghiaccio antartiche forniscono un supporto meccanico per trattenere il flusso di ghiaccio dal continente all'oceano, regolando il ritmo della perdita di massa dall'enorme calotta glaciale. Gli scienziati chiamano questo processo "rinforzo, " poiché funziona allo stesso modo in cui un contrafforte architettonico impedisce il crollo di un edificio.

La riduzione della massa di una piattaforma di ghiaccio non contribuisce direttamente all'innalzamento del livello del mare, poiché questo ghiaccio sta già galleggiando sull'oceano, ma favorisce lo scarico più rapido del ghiaccio macinato, che aumenta il livello del mare. Per capire come varia la perdita di massa antartica, dobbiamo capire come crescono e si restringono le piattaforme di ghiaccio.

Le piattaforme di ghiaccio guadagnano massa principalmente attraverso il ghiaccio che scorre dal continente e le nevicate locali sulle loro superfici. Perdono massa principalmente attraverso lo scioglimento dell'oceano e il distacco dell'iceberg.

L'Antartide ha più di 300 banchi di ghiaccio, e la variazione netta della loro massa è un delicato equilibrio tra guadagni e perdite. Determinare questo equilibrio richiede di capire come il ghiaccio, oceano, e l'atmosfera interagiscono per guidare i cambiamenti intorno all'Antartide. Il cambiamento climatico altererà l'equilibrio generale tra guadagni e perdite, e determinerà il futuro della perdita di ghiaccio dell'Antartide.

Il ruolo critico dei satelliti

Le piccole piattaforme di ghiaccio dell'Antartide sono all'incirca l'area delle piccole città, e il suo più grande è la dimensione della Spagna. L'area totale della piattaforma di ghiaccio è di circa 1,5 milioni di chilometri quadrati (580, 000 miglia quadrate), grande quanto la Mongolia. L'unico modo praticabile per monitorare regolarmente i cambiamenti nella loro massa è con i satelliti.

Dal lancio di Landsat 1 nel 1972, i dati satellitari ci hanno insegnato molto sulla calotta glaciale, compresa la sua struttura su larga scala, proprietà superficiali e portate. Una recente sintesi ha combinato 150 stime indipendenti della perdita di massa della calotta glaciale dai dati satellitari e dai modelli atmosferici per mostrare che la calotta glaciale sta perdendo più massa nell'oceano ogni anno che passa. I maggiori cambiamenti si sono verificati in luoghi in cui le piattaforme di ghiaccio si sono assottigliate o sono crollate.

Le missioni di un singolo satellite in genere durano solo da 5 a 10 anni, ma possiamo unire i dati di missioni consecutive per aumentare la lunghezza del record. Questo ci aiuta a separare le tendenze a lungo termine dalla variabilità climatica naturale e a svelare i processi che guidano i cambiamenti ai margini dell'Antartide.

L'Agenzia spaziale europea (ESA) ha lanciato quattro satelliti per l'osservazione del ghiaccio dal 1992, portando altimetri radar per determinare con precisione la distanza tra il satellite e la superficie terrestre sottostante. Questi dati hanno ora fornito una serie temporale continua di variazioni dell'altezza della superficie della piattaforma di ghiaccio dall'inizio degli anni '90. Combinando aumenti e diminuzioni misurati dell'altezza della superficie con l'ultima generazione di modelli climatici per dedurre come è cambiata l'atmosfera, possiamo stimare la quantità di massa che una piattaforma di ghiaccio può perdere nell'oceano.

El Niño e La Niña influiscono sulle banchise

Il settore dell'Oceano Pacifico della calotta antartica sta vivendo una perdita di massa eccezionalmente elevata. Questo settore contiene il ghiacciaio Thwaites in rapida evoluzione, che è al centro di una nuova importante iniziativa di ricerca tra la National Science Foundation degli Stati Uniti e il National Environmental Research Council del Regno Unito.

Il record dell'altimetro di 23 anni ha rivelato una perdita di massa a lungo termine nelle piattaforme di ghiaccio del settore del Pacifico. Un'ulteriore analisi di questi dati ha mostrato che, inoltre, l'Oscillazione El Niño/Southern (ENSO) - una variazione periodica delle temperature e della pressione della superficie del mare sull'Oceano Pacifico orientale tropicale - ha causato ulteriori fluttuazioni del cambiamento di altezza.

Forti eventi di El Niño, che in genere portano acque oceaniche più calde e aumentano le precipitazioni, aumentare le nevicate su queste piattaforme di ghiaccio. Ma aumentano anche lo scioglimento causato dall'oceano, rimuovere il ghiaccio dalla base del ripiano. Poiché la neve è meno densa del ghiaccio solido, la massa persa per fusione supera quella aggiunta dalle nevicate. Il risultato è che la massa totale della piattaforma di ghiaccio, e quindi la sua capacità di sostegno, in realtà diminuisce durante gli eventi di El Niño anche se l'altezza della piattaforma di ghiaccio può aumentare.

Il contrario si verifica durante La Niñas, il bancone di El Niño, dove si raffreddano le acque dell'oceano tropicale. Gli scienziati si aspettano che le precipitazioni totali e la frequenza degli eventi estremi dell'ENSO aumenteranno con il riscaldamento dell'atmosfera terrestre, il che implica che aumenteranno anche le fluttuazioni annuali dello spessore e della massa della piattaforma di ghiaccio.

Le condizioni atmosferiche influenzano la Penisola Antartica

Una regione più a nord dell'Antartide, la Penisola Antartica, ha subito cambiamenti sorprendenti negli ultimi tre decenni. Qui diverse piattaforme di ghiaccio sono crollate catastroficamente a causa del riscaldamento dell'atmosfera. Gli scienziati vedono questo come un canarino nella miniera di carbone:eventi di riscaldamento simili potrebbero causare il crollo di più banchi di ghiaccio meridionali, che possono svolgere un ruolo maggiore nel futuro innalzamento del livello del mare.

L'ampia copertura stampa del parto nel 2017 di un iceberg delle dimensioni del Delaware da Larsen C Ice Shelf ha aggravato tali preoccupazioni. Però, in uno studio recente abbiamo dimostrato che l'altezza delle restanti piattaforme di ghiaccio della Penisola Antartica in tutta la regione è aumentata dal 2009. Utilizzando modelli atmosferici supportati da osservazioni sul campo, abbiamo collegato questo recupero dell'altezza a un raffreddamento regionale che è durato per diversi anni e ha ridotto lo scioglimento della superficie durante l'estate. Il grande evento di parto era probabilmente un normale processo di perdita di massa, simile a un evento più grande nel 1986. Finora non vi è alcuna chiara indicazione che Larsen C sia sull'orlo del collasso.

Il ruolo dell'atmosfera è solo una parte di questa storia. Dopo aver eliminato l'effetto di temperature dell'aria più elevate, abbiamo scoperto che l'oceano ha continuato a sciogliere le basi delle piattaforme di ghiaccio a una velocità che ha fatto pendere la bilancia verso la perdita di massa netta. Infatti, abbiamo scoperto che l'atmosfera ha recentemente svolto un ruolo stabilizzante mentre l'oceano esercita una continua influenza destabilizzante, evidenziando la complessa interazione tra l'atmosfera, ghiaccio e oceano intorno all'Antartide.

Nuovi satelliti forniranno maggiori informazioni

Con i dati esistenti, gli scienziati possono iniziare a decodificare le complessità dell'evoluzione della piattaforma di ghiaccio per migliorare la nostra comprensione di ciò che sta influenzando i cambiamenti e la stabilità della massa della piattaforma di ghiaccio.

I satelliti hanno dimostrato che le piattaforme di ghiaccio si stanno riducendo nel complesso a causa dell'aumento dello scioglimento indotto dagli oceani. Oltre alla tendenza generale, i segnali corrispondenti ai processi atmosferici e oceanici stanno diventando evidenti, come le influenze dei cicli di El Niño e La Niña nei tropici e i cambiamenti atmosferici locali.

Poiché il record satellitare si allunga con il lancio di nuovi satelliti in orbita polare come l'ICESat-2 della NASA nel settembre 2018 e il NISAR nel 2020, gli scienziati si aspettano di raggiungere il punto in cui possiamo includere con sicurezza questi processi nei modelli di risposta della calotta glaciale ai cambiamenti climatici, che miglioreranno le proiezioni del futuro innalzamento del livello del mare.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.