Il coautore dello studio Rick Aster durante un viaggio per l'installazione di una stazione sulla piattaforma di ghiaccio di Ross, in possesso di un sismometro a banda larga. Questi sensori sensibili sono stati sepolti a una profondità di due metri (6 piedi) per registrare i movimenti sismici su microscala della piattaforma di ghiaccio in tre dimensioni nel corso di due anni. Credito:Rick Aster.
I venti che soffiano sulle dune di neve sulla piattaforma di ghiaccio Ross dell'Antartide fanno vibrare la superficie della massiccia lastra di ghiaccio, producendo una serie quasi costante di "toni" sismici che gli scienziati potrebbero potenzialmente utilizzare per monitorare i cambiamenti nella piattaforma di ghiaccio da lontano, secondo nuove ricerche.
La Ross Ice Shelf è la più grande piattaforma di ghiaccio dell'Antartide, un piatto di ghiaccio glaciale delle dimensioni del Texas alimentato dall'interno del continente ghiacciato che galleggia in cima all'Oceano Antartico. La piattaforma di ghiaccio sostiene le calotte glaciali adiacenti sulla terraferma dell'Antartide, impedendo il flusso del ghiaccio dalla terra all'acqua, come un tappo in una bottiglia.
Quando le piattaforme di ghiaccio crollano, il ghiaccio può scorrere più velocemente dalla terra al mare, che può innalzare il livello del mare. Le piattaforme di ghiaccio in tutta l'Antartide si stanno assottigliando, e in alcuni casi rompendosi o ritirandosi, a causa dell'aumento della temperatura dell'oceano e dell'aria. Osservazioni precedenti hanno dimostrato che le piattaforme di ghiaccio antartiche possono crollare improvvisamente e senza evidenti segnali di pericolo, che è successo quando la piattaforma di ghiaccio di Larsen B nella penisola antartica è crollata bruscamente nel 2002.
Per comprendere meglio le proprietà fisiche del Ross Ice Shelf, i ricercatori hanno seppellito 34 sensori sismici estremamente sensibili sotto la sua superficie innevata. I sensori hanno permesso ai ricercatori di monitorare le vibrazioni della piattaforma di ghiaccio e studiarne la struttura e i movimenti per oltre due anni, da fine 2014 a inizio 2017.
Le piattaforme di ghiaccio sono coperte da spesse coltri di neve, spesso diversi metri di profondità, che sono sormontate da enormi dune di neve, come dune di sabbia in un deserto. Questo strato di neve agisce come una pelliccia per il ghiaccio sottostante, isolando il ghiaccio sottostante dal riscaldamento e persino dallo scioglimento quando le temperature aumentano.
Quando i ricercatori hanno iniziato ad analizzare i dati sismici sulla piattaforma di ghiaccio di Ross, notarono qualcosa di strano:la sua pelliccia vibrava quasi costantemente.
Quando hanno esaminato più da vicino i dati, scoprirono che i venti che sferzavano le enormi dune di neve facevano rimbombare il manto nevoso della calotta glaciale, come il battito di un tamburo colossale. Ascolta la "canzone" della calotta di ghiaccio qui.
Hanno anche notato che il tono di questo ronzio sismico è cambiato quando le condizioni meteorologiche hanno alterato la superficie dello strato di neve. Hanno scoperto che il ghiaccio vibrava a frequenze diverse quando forti tempeste risistemavano le dune di neve o quando la temperatura dell'aria in superficie saliva o scendeva, che ha cambiato la velocità con cui le onde sismiche hanno viaggiato attraverso la neve.
"È come se stessi suonando un flauto, costantemente, sulla piattaforma di ghiaccio, " disse Julien Chaput, geofisico e matematico presso la Colorado State University di Fort Collins e autore principale del nuovo studio pubblicato oggi in Lettere di ricerca geofisica , una rivista dell'American Geophysical Union.
Proprio come i musicisti possono cambiare l'intonazione di una nota su un flauto alterando i fori attraverso i quali scorre l'aria o la velocità con cui scorre, le condizioni meteorologiche sulla piattaforma di ghiaccio possono cambiare la frequenza della sua vibrazione alterando la sua topografia simile a una duna, secondo Chaput.
"O cambi la velocità della neve riscaldandola o raffreddandola, o cambi dove soffi sul flauto, aggiungendo o distruggendo dune, " ha detto. "E questo è essenzialmente i due effetti di forzatura che possiamo osservare."
Il ronzio ha una frequenza troppo bassa per essere udibile dall'orecchio umano, ma le nuove scoperte suggeriscono che gli scienziati potrebbero utilizzare le stazioni sismiche per monitorare continuamente le condizioni sulle piattaforme di ghiaccio quasi in tempo reale. Lo studio delle vibrazioni della giacca da neve isolante di una piattaforma di ghiaccio potrebbe dare agli scienziati un'idea di come sta rispondendo alle mutevoli condizioni climatiche, secondo Douglas MacAyeal, un glaciologo dell'Università di Chicago che non era collegato al nuovo studio ma ha scritto un commento sui risultati pubblicato anche oggi in Lettere di ricerca geofisica .
Le modifiche al ronzio sismico della piattaforma di ghiaccio potrebbero indicare se si stanno formando stagni di fusione o crepe nel ghiaccio che potrebbero indicare se la piattaforma di ghiaccio è suscettibile di rottura.
"La risposta della piattaforma di ghiaccio ci dice che possiamo tenere traccia di dettagli estremamente sensibili al riguardo, "Ha detto Chaput. "Fondamentalmente, quello che abbiamo tra le mani è uno strumento per monitorare l'ambiente, veramente. E il suo impatto sulla piattaforma di ghiaccio".
