Le immagini della scomparsa del ghiaccio artico e dei ghiacciai di montagna sono stridenti, ma i loro potenziali contributi all'innalzamento del livello del mare non possono competere con quelli dell'Antartide, anche se il ghiaccio meridionale che si sta ritirando è meno appariscente. Ora, uno studio afferma che è probabile che l'instabilità nascosta all'interno del ghiaccio antartico acceleri il suo flusso nell'oceano e spinga il livello del mare verso l'alto a un ritmo più rapido di quanto previsto in precedenza.

Negli ultimi sei anni, cinque ghiacciai antartici osservati da vicino hanno raddoppiato il tasso di perdita di ghiaccio, secondo la National Science Foundation. Almeno una, Ghiacciaio Thwaites, modellato per il nuovo studio, rischia di soccombere a questa instabilità, un processo volatile che spinge velocemente il ghiaccio nell'oceano.

Quanto ghiaccio verserà il ghiacciaio nei prossimi 50-800 anni non può essere esattamente previsto a causa delle fluttuazioni imprevedibili del clima e della necessità di ulteriori dati. Ma i ricercatori del Georgia Institute of Technology, Laboratorio di propulsione a getto della NASA, e l'Università di Washington hanno calcolato l'instabilità in 500 simulazioni di flusso di ghiaccio per Thwaites con calcoli raffinati.

Gli scenari divergevano fortemente l'uno dall'altro ma insieme indicavano l'eventuale innesco dell'instabilità, che sarà descritto nella sezione domande e risposte di seguito. Anche se il riscaldamento globale dovesse cessare in seguito, l'instabilità avrebbe continuato a spingere il ghiaccio in mare a un ritmo enormemente accelerato nei secoli a venire.

E questo è se lo scioglimento del ghiaccio a causa del riscaldamento degli oceani non peggiora rispetto a oggi. Lo studio è andato con gli attuali tassi di scioglimento del ghiaccio perché i ricercatori erano interessati al fattore di instabilità in sé.

Punto critico del ghiacciaio

"Se si innesca questa instabilità, non è necessario continuare a forzare la calotta di ghiaccio alzando le temperature. Andrà avanti da solo, e questa è la preoccupazione, " ha detto Alex Robel, che ha guidato lo studio ed è un assistente professore presso la School of Earth and Atmospheric Sciences della Georgia Tech. "Le variazioni climatiche saranno ancora importanti dopo quel punto critico perché determineranno la velocità con cui si muoverà il ghiaccio".

"Dopo aver raggiunto il punto di non ritorno, Il ghiacciaio Thwaites potrebbe perdere tutto il suo ghiaccio in un periodo di 150 anni. Ciò comporterebbe un innalzamento del livello del mare di circa mezzo metro (1,64 piedi), " ha detto la scienziata del JPL della NASA Helene Seroussi, che ha collaborato allo studio. Per confronto, l'attuale livello del mare è di 20 cm (quasi 8 pollici) al di sopra dei livelli pre-riscaldamento globale ed è accusato di un aumento delle inondazioni costiere.

I ricercatori hanno pubblicato il loro studio sulla rivista the Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze di lunedi, 8 luglio 2019. La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e dalla NASA.

Lo studio ha anche mostrato che l'instabilità rende le previsioni più incerte, determinando un'ampia diffusione di scenari. Ciò è particolarmente rilevante per la sfida dell'ingegneria contro i pericoli delle inondazioni.

"Vuoi progettare un'infrastruttura critica per resistere al limite superiore di potenziali scenari sul livello del mare tra cento anni, " ha detto Robel. "Può significare costruire i vostri impianti di trattamento delle acque e reattori nucleari per lo scenario peggiore in assoluto, che potrebbe essere due o tre piedi di innalzamento del livello del mare dal solo ghiacciaio Thwaites, quindi è una differenza enorme."

Domande e risposte

Perché il ghiaccio antartico è il grande motore dell'innalzamento del livello del mare?

Il ghiaccio marino artico sta già galleggiando nell'acqua. I lettori probabilmente ricorderanno che il 90% della massa di un iceberg è sott'acqua e che quando il suo ghiaccio si scioglie, il volume si riduce, con conseguente nessuna variazione del livello del mare.

Ma quando le masse di ghiaccio a lungo sostenute dalla terra, come ghiacciai di montagna, sciolto, l'acqua che finisce nell'oceano aumenta il livello del mare. L'Antartide detiene il ghiaccio più supportato dalla terra, anche se gran parte di quella terra è fondale marino che contiene solo una parte della massa del ghiaccio, mentre l'acqua ne trattiene una parte. Anche, L'Antartide è un leviatano di ghiaccio.

"C'è quasi otto volte più ghiaccio nella calotta antartica di quanto ce ne sia nella calotta glaciale della Groenlandia e 50 volte tanto quanto in tutti i ghiacciai di montagna del mondo, " ha detto Robel.

What is that 'instability' underneath the ice?

The line between where the ice sheet rests on the seafloor and where it extends over water is called the grounding line. In spots where the bedrock underneath the ice behind the grounding line slopes down, deepening as it moves inland, the instability can kick in.

On deeper beds, ice moves faster because water is giving it a little more lift. Also, warmer ocean water hollows out the bottom of the ice, adding a little more water to the ocean. Ma ancora più importante, the ice above the hollow loses land contact and flows faster out to sea.

"Once ice is past the grounding line and just over water, it's contributing to sea level because buoyancy is holding it up more than it was, " Robel said. "Ice flows out into the floating ice shelf and melts or breaks off as icebergs."

"The process becomes self-perpetuating, " Seroussi said, describing why it is called "instability."

How did the researchers integrate instability into sea level forecasting?

The researchers borrowed math from statistical physics that calculate what random variables do to predictability in a physical system, like ice flow, acted upon by outside forces, like temperature changes. They applied the math to simulations of possible future fates of marine glaciers like Thwaites Glacier.

They made an added surprising discovery. Normalmente, when climate conditions fluctuate strongly, Antarctic ice evens out the effects. Ice flow may increase but gradually, not wildly, but the instability produced the opposite effect in the simulations.

"The system didn't damp out the fluctuations, it actually amplified them. It increased the chances of rapid ice loss, " Robel said.

How rapid is 'rapid' sea level rise and when will we feel it?

The study's time scale was centuries, as is common for sea level studies. In the simulations, Thwaites Glacier colossal ice loss kicked in after 600 years, but it could come sooner.

"It could happen in the next 200 to 600 years. It depends on the bedrock topography under the ice, and we don't know it in great detail yet, " Seroussi said.

Finora, Antarctica and Greenland have lost a small fraction of their ice, but already, shoreline infrastructures face challenges from increased tidal flooding and storm surges. Sea level is expected to rise by up to two feet by the end of this century.

For about 2, 000 years until the late 1800s, sea level held steady, then it began climbing, according to the Smithsonian Institution. The annual rate of sea level rise has roughly doubled since 1990.