La seconda calotta glaciale al mondo, e il maggior contributore all'innalzamento globale del livello del mare, sta diventando potenzialmente instabile a causa delle fratture che si sviluppano in risposta al flusso di ghiaccio più veloce e alla formazione di più acqua di fusione sulla sua superficie.

Utilizzando droni costruiti su misura abbastanza forti da resistere alle condizioni estreme dell'Artico, ricercatori guidati dall'Università di Cambridge hanno effettuato le prime osservazioni con droni su come si formano le fratture sotto i laghi di acqua di fusione sulla calotta glaciale della Groenlandia. Queste fratture causano drenaggi lacustri catastrofici, in cui enormi quantità di acqua superficiale vengono trasferite all'ambiente sensibile sotto il ghiaccio.

Lo studio, pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , mostra come l'acqua viene trasferita e come risponde la calotta glaciale. I ricercatori hanno scoperto che l'acqua di fusione in entrata ha espanso il lago e il drenaggio è iniziato quando il bordo del lago ha intersecato una frattura, che si era formato un anno prima.

Ogni estate, migliaia di laghi si formano sulla calotta glaciale della Groenlandia mentre il clima si riscalda. Molti di questi laghi possono prosciugarsi in poche ore, creando caverne note come mulini, attraverso il quale l'acqua scende sul fondo della calotta glaciale.

Queste cavità in genere rimangono aperte per il resto della stagione di fusione, mentre l'acqua di fusione di torrenti e fiumi in superficie scende sotto il ghiaccio. Dato che la calotta glaciale è tipicamente spessa un chilometro o più, il flusso d'acqua nei mulini potrebbe essere la cascata più grande del mondo.

Mentre conduceva la ricerca da un campo sul ghiacciaio Store nel nord-ovest della Groenlandia, il team ha assistito a come questa frattura si è attivata e come si è propagata a 500 metri più in là nel lago, facendo drenare rapidamente il lago. In voli multipli di droni, il team è stato in grado di documentare il flusso d'acqua nella frattura e il successivo percorso dell'acqua sotto il ghiaccio.

In una dettagliata ricostruzione dell'evento, che raramente si osserva direttamente, Il gruppo, che comprendeva anche ricercatori delle università di Aberystwyth e Lancaster, ha mostrato come l'acqua di disgelo provochi la formazione di nuove fratture, così come l'espansione delle fratture dormienti.

In sole cinque ore, cinque milioni di metri cubi d'acqua, l'equivalente di 2, 000 piscine olimpioniche, drenate sul fondo della calotta glaciale attraverso la frattura, provocando la formazione di una nuova cavità e riducendo il lago ad un terzo del suo volume originario. Ciò ha causato un'accelerazione del flusso di ghiaccio da una velocità di due metri al giorno a più di cinque metri al giorno mentre l'acqua superficiale veniva trasferita al letto, che a sua volta ha sollevato la calotta di ghiaccio di mezzo metro.

Il filmato dei droni supporta modelli informatici utilizzati dallo stesso team di ricercatori per dimostrare che il drenaggio dei laghi di fusione in Groenlandia può verificarsi in una reazione a catena. Il nuovo studio fornisce una panoramica su come potrebbero essere innescate queste reazioni a catena, attraverso laghi che possono drenare attraverso fratture esistenti.

"È possibile che abbiamo sottovalutato gli effetti di questi ghiacciai sull'instabilità complessiva della calotta glaciale della Groenlandia, " ha detto il co-primo autore Tom Chudley, un dottorato di ricerca studente presso la Scott Polar Research e pilota di droni della squadra. "È raro osservare questi laghi che drenano rapidamente:siamo stati fortunati ad essere nel posto giusto al momento giusto".

"Questi ghiacciai si stanno già muovendo abbastanza velocemente, quindi l'effetto dei laghi potrebbe non sembrare così drammatico come lo è sui ghiacciai che si muovono più lentamente altrove, ma l'effetto complessivo è in effetti molto significativo, " ha detto il dottor Poul Christoffersen, che ha condotto la ricerca. "Ad oggi, la maggior parte delle osservazioni sono fornite dai satelliti. Questi ci permettono di vedere cosa sta succedendo su tutta la calotta glaciale, ma le osservazioni basate sui droni danno molte più sfumature alla nostra comprensione di questi drenaggi lacustri. Possiamo anche osservare la formazione e la riapertura di fratture, che non è possibile dai satelliti."

I droni, che sono stati costruiti presso lo Scott Polar Research Institute, erano dotati di pilota automatico e navigavano autonomamente lungo traiettorie di volo preprogrammate in missioni della durata massima di un'ora ciascuna. Montando anche il GPS di bordo, il team è stato in grado di geolocalizzare e unire con precisione centinaia di foto scattate durante ogni sondaggio. Le foto sono state utilizzate per creare ricostruzioni 3D dettagliate della superficie della calotta glaciale.

I risultati mostrano che i ghiacciai a flusso rapido in Groenlandia sono soggetti a forzature significative da parte dell'acqua di fusione superficiale. Mostrano anche che i cambiamenti nel flusso di ghiaccio si verificano su scale temporali molto più brevi di quanto ritenuto possibile finora.

Christoffersen guida il progetto RESPONDER finanziato dall'UE, di cui questo studio faceva parte. Il team RESPONDER sta utilizzando il filmato del drone per identificare i "punti caldi" in cui la calotta glaciale si comporta in modo sensibile.

Utilizzando attrezzature di perforazione, il team sta ora esplorando come l'acqua viene sistemata nel sistema di drenaggio basale e come la calotta glaciale potrebbe cambiare nei prossimi decenni man mano che il clima continua a riscaldarsi.

La differenza tra l'accumulo di neve e la perdita di ghiaccio nella calotta glaciale della Groenlandia ammonta attualmente a un miliardo di tonnellate di ghiaccio perse ogni giorno. Questa perdita netta di ghiaccio sta crescendo, rendendo la calotta glaciale della Groenlandia il singolo più grande contributore all'innalzamento globale del livello del mare.