I pericoli per l'antico ghiaccio antartico fanno presagire un futuro di mari in rapido aumento, ma un nuovo studio potrebbe alleviare un fastidioso timore:che gli stagni di acqua di disgelo che fratturano il ghiaccio sotto di loro potrebbero causare reazioni a catena prolungate che fanno crollare inaspettatamente le piattaforme di ghiaccio galleggianti. Anche se l'acqua di fusione accumulata frattura il ghiaccio, le conseguenti reazioni a catena appaiono a corto raggio.

Ancora, massicci aumenti dello scioglimento della superficie dovuti al clima insolitamente caldo possono innescare crolli catastrofici della piattaforma di ghiaccio come quella dell'iconica piattaforma "Larsen B, " che è andato in frantumi nel 2002. Ora, uno studio condotto da un ricercatore del Georgia Institute of Technology ha modellato le reazioni a catena di frattura e quanta acqua sarebbe necessaria per una ripetizione di quella rara, crollo epico.

La disintegrazione di Larsen B è stata preceduta da un'ondata di caldo atipica che lo ha crivellato di stagni di acqua di fusione, concentrando l'attenzione dei ricercatori sulla fratturazione degli stagni, detta anche idrofrattura. Hanno scoperto che uno stagno di fusione che idrofrattura la piattaforma di ghiaccio può spingere gli stagni vicini a fare lo stesso. Sono cresciute le preoccupazioni per possibili reazioni a catena estese, cui si è rivolto il nuovo studio.

Troppa acqua di fusione

"Le reazioni a catena non si diffonderanno così lontano sulla piattaforma di ghiaccio, " ha detto Alex Robel, un assistente professore presso la School of Earth and Atmospheric Sciences della Georgia Tech. "Normalmente, ci vorrebbero molti anni perché le reazioni a catena abbiano un effetto sull'integrità delle piattaforme di ghiaccio. Ma c'è un avvertimento. Gli stagni che sono vicini tra loro e che crescono rapidamente in profondità potrebbero distruggere l'integrità del ghiaccio".

"C'è un limite di velocità nello studio che mostra che una piattaforma di ghiaccio non può crollare in modo ridicolmente veloce, " ha detto la co-autrice Alison Banwell, un ricercatore di glaciologia presso l'Università del Colorado Boulder. "Però, se diventa molto rapidamente coperto da stagni di acqua di disgelo come era Larsen B, può crollare in modo simile." Ha aggiunto, "Più catene di idrofratture originate in diverse aree di una piattaforma di ghiaccio potrebbero anche portare a una rottura della piattaforma di ghiaccio su larga scala".

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Lettere di ricerca geofisica il 24 ottobre, 2019. La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e dal Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences presso CU Boulder. Un non correlato, uno studio recente ha riportato un numero record di stagni di acqua di disgelo in Antartide.

"Attualmente non ci sono abbastanza stagni su nessuna piattaforma di ghiaccio per una ripetizione di Larsen B, ma molta acqua di disgelo pesa sulle piattaforme di ghiaccio e contribuisce a danneggiarle, " disse Banwell, che ha aiutato la ricerca sull'idrofrattura sulle piattaforme di ghiaccio.

Domande e risposte

Le stesse piattaforme di ghiaccio rotte non aggiungono molto al livello del mare. Così, perché preoccuparsi?

Le piattaforme di ghiaccio galleggiano nell'oceano, dove già contribuiscono al livello del mare, così quando si rompono o si sciolgono, non aggiungono molto di più. Ma molte piattaforme di ghiaccio respingono i ghiacciai sulla terraferma che alzano il livello del mare quando entrano nell'oceano.

Con lo scaffale andato, la velocità del flusso glaciale può aumentare da quattro a dieci volte. I glaciologi non ne erano a conoscenza fino a quando Larsen B, che era spesso un chilometro (0,62 miglia) con una superficie di 3, 250 km quadrati (1, 250 miglia quadrate), scheggiato in poche settimane, e il flusso glaciale dietro di esso si sollevava.

"Il nostro campo di ricerca pensava che le piattaforme di ghiaccio non fossero troppo importanti, poi Larsen B ci ha mostrato che non era corretto. Il sostegno delle piattaforme di ghiaccio è davvero la cosa che stabilizza i ghiacciai. Pochi problemi sono più significativi di quelli affrontati da questo studio, " disse Brent Minchew, un assistente professore di geofisica presso il Massachusetts Institute of Technology.

Minchew non è stato coinvolto nello studio, ma ha recentemente co-pubblicato un altro studio che lo riguarda. Lo studio del MIT esclude uno scenario assolutamente da incubo di rapida frattura del ghiacciaio dovuta alla scomparsa delle piattaforme di ghiaccio. Ma lui e gli altri ricercatori hanno ribadito che il flusso glaciale accelera comunque in modo sorprendente quando le piattaforme di ghiaccio scompaiono.

Anche, la maggior parte delle piattaforme di ghiaccio antartiche si è formata probabilmente nell'ultima era glaciale, e potrebbe volerci un'altra era glaciale per sostituirli.

Come funziona l'idrofratturazione, e in che modo lo studio ha modellato i suoi effetti?

Quando gli stagni di acqua di fusione sopra le crepe nel ghiaccio diventano pesanti, possono idrofratturare il ghiaccio.

"La pressione dell'acqua si concentra fino a un punto chiamato punta della fessura. Cerca di separare la fessura e renderla più profonda, e il ghiaccio respinge. Quando l'acqua diventa abbastanza profonda, può vincere e propagare la crepa sul fondo della piattaforma di ghiaccio, " ha detto Robel.

L'acqua defluisce nella fessura, nell'oceano, poi il ghiaccio si rialza, creare nuove crepe che possono innescare idrofratture negli stagni vicini, pure. Lo studio ha mostrato che questo comprenderebbe solo un piccolo numero di stagni.

Convenientemente per Robel, che esplora le dinamiche del ghiaccio con la matematica, fisica, e informatica, come si formano le piattaforme di ghiaccio, in essi compaiono matrici irreggimentate di ammaccature superficiali, ed è lì che si raccolgono gli stagni.

Robel potrebbe applicare modelli informatici chiamati automi cellulari, noti dai videogiochi a matrice pixellata, per modellare le reazioni a catena dell'idrofrattura. Il modello produce anche animazioni che i ricercatori hanno chiamato "trame del campo minato" dopo il classico gioco per computer degli anni '90.

Lo studio significa che c'è meno pericolo di prima di un'accelerazione del flusso glaciale?

No, lo studio aggiunge semplicemente alla conoscenza scientifica, e in effetti, il flusso di alcuni ghiacciai in Antartide ha già accelerato molto.

"Forse questo meccanismo non è qualcosa di cui dobbiamo preoccuparci così tanto. Ma non dovremmo tirare un sospiro di sollievo perché ci sono molti altri modi per estrarre rapidamente un sacco di ghiaccio dall'Antartide occidentale, " disse Minchew.

Forse il più grande potenziale di perdita dei ghiacciai è l'instabilità in cui i ghiacciai riposano sul terreno vicino all'acqua di mare. Uno studio pubblicato da Robel a luglio ha previsto che l'instabilità potrebbe accelerare l'innalzamento del livello del mare.

In che modo questo studio aiuta a far progredire la ricerca sui ghiacciai?

Rende più facile la ricerca di precursori di danni alla piattaforma di ghiaccio.

"Guardare il volume d'acqua sulla superficie del ghiaccio è molto più facile che cercare cedimenti da stress all'interno del ghiaccio, " disse Banwell, che visiterà l'Antartide a novembre per studiare gli stagni di fusione sulla piattaforma di ghiaccio George IV.