È stato scoperto che il riempimento e il drenaggio dei laghi di acqua di disgelo provoca la flessione di una piattaforma di ghiaccio antartico galleggiante, potenzialmente minacciando la sua stabilità.

Un team di ricercatori britannici e americani, co-guidato dall'Università di Cambridge, ha misurato quanto la piattaforma di ghiaccio McMurdo in Antartide si flette in risposta al riempimento e al drenaggio dei laghi di acqua di fusione sulla sua superficie. Questo tipo di flessione era stato ipotizzato in precedenza e simulato da modelli informatici, ma questa è la prima volta che il fenomeno viene misurato sul campo. I risultati sono riportati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

I risultati dimostrano un legame tra lo scioglimento della superficie e l'indebolimento delle piattaforme di ghiaccio antartiche e supportano l'idea che potrebbe essere stata innescata la recente rottura della piattaforma di ghiaccio intorno alla penisola antartica, almeno in parte, da grandi quantità di acqua di fusione superficiale prodotta in risposta al riscaldamento atmosferico.

Mentre il clima continua a scaldarsi, sempre più banchi di ghiaccio possono diventare suscettibili di flessione, frattura e disgregazione nel corso del prossimo secolo.

La maggior parte del continente antartico è coperta dalla calotta glaciale antartica, che ha uno spessore fino a quattro chilometri e contiene ghiaccio sufficiente per innalzare il livello del mare globale di circa 58 metri. Nella maggior parte del continente e per la maggior parte dell'anno, le temperature dell'aria sono ben al di sotto dello zero e la superficie del ghiaccio rimane ghiacciata. Ma circa il 75% della calotta glaciale è delimitato da banchi di ghiaccio galleggianti, che sono spessi fino a un chilometro, per lo più sotto il livello del mare, ma con decine di metri della loro altezza totale che sporgono sopra l'acqua. Nei mesi estivi, quando la temperatura dell'aria supera lo zero, le superfici di queste piattaforme di ghiaccio sono suscettibili di scioglimento.

"L'acqua superficiale sulle piattaforme di ghiaccio è nota da molto tempo, " ha detto il co-autore Dr. Ian Willis dello Scott Polar Research Institute di Cambridge. "Più di 100 anni fa, i membri sia della squadra Nimrod di Shackleton che della squadra del Partito del Nord della spedizione antartica britannica di Scott hanno mappato e registrato l'acqua sulla piattaforma di ghiaccio di Nansen, a circa 300 chilometri da dove abbiamo fatto il nostro studio sulla piattaforma di ghiaccio McMurdo. Negli ultimi decenni, è stato anche possibile vedere l'acqua di fusione superficiale diffusa che si forma su molte piattaforme di ghiaccio ogni estate dalle immagini satellitari".

Ciò che non è completamente noto è la misura in cui l'acqua superficiale potrebbe destabilizzare una piattaforma di ghiaccio, soprattutto nelle estati più calde quando viene prodotta più acqua di fusione. Se la pendenza della piattaforma di ghiaccio è sufficientemente ripida, l'acqua può defluire dalla piattaforma di ghiaccio verso l'oceano in grandi fiumi di superficie, mitigare ogni potenziale instabilità.

Il pericolo si presenta se l'acqua si accumula nelle depressioni superficiali sulla piattaforma di ghiaccio per formare grandi laghi. Il peso extra dell'acqua spingerà verso il basso il ghiaccio galleggiante, facendolo sprofondare un po' più in mare. Intorno al bordo del lago, il ghiaccio si fletterà verso l'alto per compensare. "Se poi il lago si prosciuga, la piattaforma di ghiaccio ora si piegherà all'indietro, sorgendo dove un tempo c'era il lago, affondando lungo il bordo, " ha detto l'autore principale Dr. Alison Banwell, anche da SPRI. "È questo riempimento e drenaggio dei laghi che fa flettere la piattaforma di ghiaccio, e se le sollecitazioni sono abbastanza grandi, potrebbero svilupparsi anche fratture”.

Banwell e il co-autore, il professor Doug MacAyeal dell'Università di Chicago, avevano precedentemente suggerito che il riempimento e il prosciugamento di centinaia di laghi avrebbero potuto portare alla catastrofica rottura della piattaforma di ghiaccio Larsen B nel 2002 quando 3, In pochi giorni si sono persi 250 chilometri quadrati di ghiaccio.

"Siamo stati in grado di modellare la rapida disintegrazione di quella piattaforma di ghiaccio attraverso il nostro meccanismo di frattura indotto dal carico di acqua di disgelo, " ha detto Banwell. "Tuttavia, il problema era che nessuno aveva effettivamente misurato la flessione e la frattura della piattaforma di ghiaccio sul campo, e quindi non siamo stati in grado di vincolare completamente i parametri nel nostro modello. Questo è in parte il motivo per cui abbiamo deciso di provare a misurare il processo sulla piattaforma di ghiaccio di McMurdo".

Usando elicotteri, macchine della neve e i loro due piedi, i ricercatori hanno installato una serie di sensori di pressione per monitorare l'aumento e la caduta dei livelli dell'acqua nelle depressioni che si sono riempite per diventare laghi, e ricevitori GPS per misurare piccoli movimenti verticali della piattaforma di ghiaccio.

"C'è stato molto lavoro per ottenere i dati, ma rivelano una storia affascinante, " ha detto MacAyeal. "La maggior parte del segnale GPS è dovuto alle maree oceaniche, che spostano la piattaforma di ghiaccio galleggiante su e giù di diversi metri due volte al giorno. Ma quando abbiamo rimosso questo segnale di marea, abbiamo trovato alcuni ricevitori GPS spostati verso il basso, poi su di circa un metro in poche settimane mentre altri, a poche centinaia di metri, non si è quasi mosso. Quelle che scendevano e poi salivano di più erano situate dove i laghi si riempivano e prosciugavano, e c'era relativamente poco movimento lontano dai laghi. È questo movimento verticale differenziale che mostra che la piattaforma di ghiaccio si sta flettendo. Avevamo previsto questo risultato, ma è stato molto bello quando l'abbiamo trovato."

Il team spera che il loro lavoro possa ispirare gli altri a cercare prove di flessione e frattura su altre piattaforme di ghiaccio intorno all'Antartide. Il loro lavoro aiuterà anche a sviluppare modelli in scala di lastre di ghiaccio che potrebbero essere utilizzati per prevedere la stabilità delle piattaforme di ghiaccio in futuro e per comprendere i controlli sulle dimensioni della piattaforma di ghiaccio poiché agiscono come respingenti contro il ghiaccio in rapido movimento proveniente dal continente. Mentre le piattaforme di ghiaccio si restringono, i ghiacciai e le correnti di ghiaccio dietro di loro scorrono più rapidamente verso l'oceano, contribuendo all'innalzamento globale del livello del mare.