L'Antartico è una delle parti della Terra di cui sappiamo meno. A causa dell'enorme scudo di ghiaccio, la raccolta di informazioni geofisiche in loco è estremamente difficile e costosa. I dati satellitari dell'Agenzia spaziale europea (ESA) sono stati ora utilizzati come base per nuove intuizioni sulla struttura profonda del continente. Scienziati dell'Università di Kiel (CAU) hanno recentemente pubblicato le loro scoperte nel Journal of Geophysical Research:Solid Earth in collaborazione con scienziati del British Antarctic Survey, Gran Bretagna, e la Delft University of Technology nei Paesi Bassi.

Guardando nel profondo dallo spazio

I nuovi dati valutati dalla missione satellitare GOCE dell'ESA dedicata al campo gravitazionale terrestre, combinato con modelli sismologici, consente approfondimenti senza precedenti sulla litosfera, che consiste della crosta e del mantello superiore della terra sotto il continente ghiacciato. Fare così, Folker Pappa, ricercatore di dottorato presso la Kiel University e autore principale dello studio, insieme a Jörg Ebbing, Professore di Geofisica all'Università di Kiel, utilizzato dati gradiente speciali dal satellite, tra le altre informazioni:"Ciò consente un livello di dettaglio molto maggiore durante l'analisi delle strutture della terra profonda, " dice Pappa. Consente ai ricercatori di trarre conclusioni su cose come la profondità della transizione dalla crosta al mantello, e queste misurazioni sono drammaticamente diverse nella regione di 14 milioni di chilometri quadrati. "Sotto l'Antartide occidentale, che è geologicamente giovane, la crosta terrestre è relativamente sottile con circa 25 chilometri, e il mantello terrestre è viscoso a una profondità inferiore a 100 chilometri. Antartide orientale, d'altra parte, è un vecchio scudo cratonico e ha più di un miliardo di anni. Qui, le rocce del mantello hanno ancora proprietà solide a una profondità di oltre 200 chilometri."

La rappresentazione della struttura tridimensionale profonda dell'Antartico ora consente anche nuove scoperte sul cosiddetto aggiustamento glaciale-isostatico, spiega il co-autore, il professor Wouter van der Wal della Delft University of Technology:"Questo è un processo chiave che determina come il continente risponde all'assottigliamento della calotta glaciale attuale e passato. Abbiamo trovato grandi variazioni nella temperatura del mantello sotto il continente, che portano al sollevamento e al cedimento del suolo con velocità molto diverse in tutto il continente. Questi nuovi vincoli sullo spessore della crosta e della litosfera sono anche fondamentali nella ricerca per stimare il flusso di calore geotermico antartico e come influenza lo scioglimento subglaciale e il flusso della calotta glaciale".

"Queste sono interazioni naturali tra il ghiaccio e la terra solida. Fino ad ora, non è stato possibile esaminare più da vicino questi processi in Antartide in dettaglio a causa della mancanza di modelli terrestri, " ha aggiunto Pappa. Il suo clou personale sono le montagne subglaciali di Gamburtsev, ancora a malapena esplorate e alte oltre tremila metri:"La terra solida è la più spessa qui, a circa 260 chilometri. Questa è una struttura entusiasmante, e non sappiamo esattamente che aspetto abbia perché la catena montuosa è completamente ricoperta di scudi di ghiaccio".

L'Antartide come modello 3D e la sua connessione con altri continenti

La ricerca è stata finanziata dall'Agenzia Spaziale Europea nell'ambito dei progetti GOCE+Antarctica e 3-D Earth. Il consorzio internazionale di entrambi i progetti è composto da nove istituzioni in sei paesi europei. "La Terra 3-D ci offre nuove scoperte geofisiche allettanti sulla struttura profonda e sullo sviluppo dell'Antartide. Questi nuovi modelli che mostrano lo spessore della crosta e della litosfera sono cruciali per comprendere la composizione fondamentale e l'architettura tettonica dell'Antartide, Per esempio, " sottolinea il Dott. Fausto Ferraccioli, capo geofisico presso il British Antarctic Survey e coautore dello studio. "Ulteriori risultati che possiamo derivare dalla preoccupazione dello studio sono le precedenti connessioni tra l'Antartide e altri continenti come l'Australia, Africa e India, ", ha detto Ferraccioli.

"Stiamo finalmente imparando a conoscere bene l'Antartico, " dice Ebbing. Oltre alla distribuzione della temperatura, i ricercatori hanno anche determinato altre proprietà della terra solida, come la composizione e la densità della roccia.

Parte del progetto è un impressionante modello 3D dell'Antartico, creato dall'ESA. Roger Haagmans dell'ESA ha osservato:"Questi sono risultati importanti anche nel contesto della comprensione del cambiamento del livello del mare come conseguenza della perdita di ghiaccio dall'Antartide. Quando la massa di ghiaccio viene persa, la Terra solida rimbalza e questo effetto deve essere tenuto in considerazione nelle variazioni di volume del ghiaccio. Questo può essere determinato meglio una volta che la struttura e la composizione dell'interno della Terra saranno meglio comprese".