Joerg Schaefer e Gisela Winckler, geochimici e paleoclimatologi del Lamont-Doherty Earth Observatory, hanno ricevuto finanziamenti dal Centro per il clima e la vita per esaminare la vulnerabilità dell'enorme calotta glaciale della Groenlandia.

La ricerca si basa sul loro lavoro precedente, in particolare, un 2016 Natura studio condotto da Schaefer che indica che la calotta glaciale della Groenlandia si è quasi completamente sciolta almeno una volta negli ultimi due milioni di anni. La scoperta suggerisce che la calotta glaciale è molto più instabile di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.

Il loro nuovo progetto utilizza strumenti analitici che hanno sviluppato per valutare direttamente la variabilità passata della calotta glaciale della Groenlandia. I risultati di questa ricerca contribuiranno a migliori previsioni sull'innalzamento del livello del mare globale e sull'impatto che avrà sulla società.

D. Qual è l'obiettivo generale della tua ricerca?

Joerg. Sono il capo del Cosmogenic Dating Group di Lamont. Il mio programma di ricerca esamina la correlazione tra cambiamento climatico e cambiamento criosferico, dalle calotte glaciali e dai ghiacciai montani agli impatti del cambiamento del livello del mare. Lo facciamo a livello globale, esaminando le variazioni climatiche e come hanno reagito i ghiacciai, dall'Artico attraverso le Alpi, le Ande tropicali, l'Himalaya, Sud America, e Antartide. Cerchiamo di capire come il ghiaccio ha risposto ai cambiamenti di temperatura in passato in modo da poterne calibrare la sensibilità e quindi prevedere meglio cosa accadrà in futuro.

Gisella. Dirigo il Noble Gas Lab a Lamont. Facciamo isotopi cosmogenici e altre misurazioni per ricostruire i cambiamenti passati nel sistema climatico. Oltre a rispondere a domande su appuntamenti e ghiaccio, Mi occupo molto della ricostruzione del paleoclima e delle condizioni ambientali del passato utilizzando archivi che possono raccontarci il passato, come superfici rocciose esposte, sedimenti marini, e carote di ghiaccio.

D. Qual è il problema che stai cercando di affrontare con i tuoi fondi per il clima e la vita?

G. Ciò che questo recente documento Nature mostra è che la calotta glaciale della Groenlandia, quale il tipo di pensiero della comunità scientifica è un sistema stabile - rispetto alla calotta glaciale dell'Antartico occidentale, ad esempio, non è in realtà così stabile. C'è un'indicazione dal record del paleoclima su scale temporali più lunghe del cambiamento climatico dell'ultimo milione di anni o giù di lì che esiste una minaccia reale di un significativo scioglimento della Groenlandia.

J. La calotta glaciale della Groenlandia ha il potenziale per sciogliersi più velocemente di qualsiasi altra calotta glaciale. Ma al momento la calotta glaciale della Groenlandia non gioca un ruolo significativo in nessuna proiezione sul livello del mare e questo deve essere corretto. Questa è la cattiva notizia. La buona notizia è che con il nuovo toolkit che abbiamo sviluppato, possiamo rispondere a domande come:quali sono gli elementi più deboli della calotta glaciale della Groenlandia? Quali aree di esso si scioglieranno per prime? Dove dovresti monitorare prima? E puoi anche dire quale potrebbe essere il tasso di variazione. Quindi questo lavoro è davvero urgente e anche molto promettente.

D. Dimmi di più sul nuovo toolkit che applicherai a questo problema.

J. Gisela e io gestiamo due dei principali laboratori di geochimica a Lamont. Insieme siamo l'unica struttura al mondo in grado di effettuare misurazioni ad alta sensibilità di sette importanti nuclidi cosmogenici. Questi sono isotopi prodotti dall'interazione dei raggi cosmici dal cielo con il nucleo di alcuni atomi. Usiamo tecniche analitiche per misurarli in funzione del tempo:in realtà è solo una misura del tempo che una superficie è esposta al cielo aperto.

I nuclidi cosmogenici nel substrato roccioso sotto le calotte glaciali possono parlarci di periodi di condizioni senza ghiaccio perché solo i raggi cosmici che colpiscono direttamente il substrato roccioso producono questi nuclidi. Il nostro nuovo strumento combina molti di questi nuclidi di diverse emivite, o idealmente un gas nobile stabile con un nuclide radioattivo, ricostruire la storia delle condizioni di assenza di ghiaccio sotto la calotta glaciale.

Da questi set di dati, possiamo imparare, Per esempio, quando in passato alcune zone del substrato roccioso non erano più coperte di ghiaccio ed esposte all'aria. Quindi ora possiamo sapere quando in passato ci sono stati periodi di crollo della calotta glaciale e periodi di esistenza della calotta glaciale, che è una delle domande chiave a cui gli scienziati vogliono rispondere.

Abbiamo questo raro campione di roccia basale raccolto da sotto la sommità della calotta glaciale della Groenlandia, che abbiamo usato nel nostro studio del 2016. Ora, con questo nuovo finanziamento per il clima e la vita, misureremo due diversi nuclidi cosmogenici nello stesso nucleo. Effettueremo anche misurazioni ad alta sensibilità di tutti i nuclidi di interesse su due nuovi campioni di carota raccolti dalla Groenlandia sudoccidentale e dalla corrente di ghiaccio della Groenlandia nordorientale.

Questo lavoro può aiutarci a tracciare il tipo di ritiro che ha avuto la calotta glaciale della Groenlandia. Saremo in grado di indicare i punti deboli della calotta glaciale, quindi puoi persino parlare di un sistema di allerta precoce. Se sai dov'è una debolezza, puoi monitorarlo e vedere quando l'area inizia a crollare. Puoi anche rispondere a domande come, Per esempio, in Groenlandia da dove verrà il contributo del primo piede di livello del mare dalla calotta glaciale?

D. In che modo questo progetto potrebbe favorire la comprensione delle sfide poste dal cambiamento climatico?

G. Questo progetto esamina quella che pensiamo sia una delle sfide chiave del cambiamento climatico, e questa è la minaccia dell'innalzamento del livello del mare. C'è una sorta di consenso sul fatto che questo sia uno degli impatti più importanti, e non solo perché pone tanti rischi alle infrastrutture e alle città che hanno edifici lungo la costa. Infatti, è una sfida per tutti su questo pianeta a causa di questi effetti a catena dell'innalzamento del livello del mare come la migrazione forzata e la distruzione degli ecosistemi, abitudini, e anche intere regioni in cui vivono le persone. E in un tempo più breve di quanto speriamo, tutti sentiranno gli effetti dell'innalzamento del livello del mare.

J. Quello che ne ricaveremo scientificamente è che quasi certamente, aumenteremo le previsioni sul livello del mare per la Groenlandia e quindi per il globo, e di conseguenza ridurre alcune delle incertezze associate alle attuali previsioni. Ciò che possiamo fornire attraverso questo progetto è un quadro migliore per quello che è effettivamente il problema del livello del mare e quale sarà il problema nei prossimi 50-100 anni.

Quindi faremo questo lavoro per la Groenlandia, poi alla fine dovremo farlo per tutte le calotte glaciali del mondo. La buona notizia è che possiamo proporre queste comprensioni davvero solide di queste calotte glaciali, quanto erano sensibili, e quanto erano dinamici, e sono, al momento. Possiamo davvero fare un salto di qualità nella nostra comprensione di loro. Questo è l'obiettivo per i prossimi 10 anni.

Gli scienziati hanno perforato quasi due miglia più in basso attraverso la sommità della calotta glaciale della Groenlandia (punto bianco, sinistra), per raggiungere la roccia. Gli isotopi trovati nella roccia indicano che questo sito e la maggior parte della Groenlandia erano quasi privi di ghiaccio (a destra) durante il recente passato geologico. (Illustrazione da Schaefer et al., 2016)

D. Cosa trovi più eccitante di questo lavoro?

J. Come scienziato, l'urgenza e la novità sono più eccitanti. Abbiamo un archivio completamente nuovo da esaminare che garantisce sostanzialmente che troveremo informazioni davvero importanti, qualunque sia l'informazione. E abbiamo sviluppato questi strumenti:le chiavi per aprire la cassaforte. Sembra che un archeologo trovi una tomba e sia il primo a guardarci dentro.

Ho fatto ricerche di base per tutta la mia vita e questa è la prima volta che è così direttamente collegata alle conseguenze, alla società. È importante che in questo momento esistano istituzioni e strutture come il Centro per il clima e la vita. Il cambiamento climatico è ovviamente un problema completamente interdisciplinare e più esperienza acquisisci come scienziato, più sei interessato a connetterti effettivamente al lato delle soluzioni e il Centro ci aiuta a farlo.

G. Sono d'accordo. È di gran lunga la cosa più rilevante che abbia mai fatto. Penso che sia davvero importante. E apre questa connettività a tutti questi problemi che sono al centro del Centro per il clima e la vita. Più capisco questi problemi, più mi interessa lavorare su questi temi e spargere la voce. E contribuire il poco che posso come geochimico a capire il cambiamento climatico e forse anche a trovare soluzioni.

D. Quando si tratta di trovare soluzioni ai cambiamenti climatici, cosa ti dà speranza?

G. La mia speranza è nelle giovani generazioni. Le persone che sono al liceo o all'università oggi hanno il potere di capirlo. Quando insegno o lavoro con organizzazioni come il Museo del clima, Per esempio, Parlo con i giovani e mi danno spiragli di speranza. E penso che questi studenti molto brillanti saranno quelli che capiranno questo problema e una volta che lo faranno, che attiverà molta più iniziativa e porterà a soluzioni.

J. Un'altra prospettiva su questo:direi che i cambiamenti del ghiaccio sono i più drammatici e accademicamente preziosi, e una specie di poster per l'educazione al cambiamento climatico. E mentre questi cambiamenti stanno avvenendo, stiamo educando la prossima generazione di studenti e giovani scienziati. Queste persone vedranno il cambiamento a un livello che è semplicemente strabiliante e che contribuirà alla motivazione di questa prossima generazione a fare qualcosa al riguardo.

D. Hai un libro preferito sui cambiamenti climatici?

G. Mi piace molto un libro di David Archer intitolato The Long Thaw. È un educatore brillante e scrive molto bene sulla scienza del cambiamento climatico.