L'aumento delle temperature oceaniche ha portato allo scioglimento delle calotte glaciali antartiche e ha causato un aumento estremo del livello del mare di oltre 100, 000 anni fa, mostra un nuovo studio internazionale condotto da UNSW Sydney.

Lo scioglimento di massa della calotta glaciale dell'Antartico occidentale fu una delle principali cause dell'alto livello del mare durante un periodo noto come l'ultimo interglaciale (129, 000-116, 000 anni fa), ha scoperto un team internazionale di scienziati guidati da Chris Turney dell'UNSW. La ricerca è stata pubblicata oggi in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) . L'estrema perdita di ghiaccio ha causato un aumento di diversi metri del livello medio globale del mare e ci sono voluti meno di 2°C di riscaldamento degli oceani perché si verificasse.

"Non solo abbiamo perso gran parte della calotta glaciale dell'Antartide occidentale, ma questo accadde molto presto durante l'ultimo interglaciale, " dice Chris Turney, Professore di Scienze della Terra e del Clima presso l'UNSW Sydney e autore principale dello studio.

Strati fini di antica cenere vulcanica nel ghiaccio hanno aiutato il team a individuare quando ha avuto luogo lo scioglimento di massa. in modo allarmante, i risultati hanno indicato che la maggior parte della perdita di ghiaccio si è verificata entro i primi millenni, mostrando quanto sia sensibile l'Antartico alle temperature più elevate.

"Lo scioglimento è stato probabilmente causato da un riscaldamento dell'oceano inferiore a 2°C, e questo è qualcosa che ha importanti implicazioni per il futuro, dato l'aumento della temperatura dell'oceano e lo scioglimento dell'Antartico occidentale che sta avvenendo oggi, "dice il professor Turney.

Durante l'ultimo interglaciale, le temperature degli oceani polari erano probabilmente meno di 2°C più calde di oggi, rendendolo un periodo utile per studiare come il futuro riscaldamento globale potrebbe influenzare la dinamica del ghiaccio e il livello del mare.

"Questo studio mostra che perderemmo la maggior parte della calotta glaciale dell'Antartide occidentale in un mondo più caldo, "dice il professor Turney.

In contrasto con la calotta glaciale dell'Antartico orientale, che si trova principalmente su un'altura, la calotta antartica occidentale poggia sul fondo del mare. È circondato da vaste aree di ghiaccio galleggiante, chiamate banchi di ghiaccio, che proteggono la parte centrale del telo.

Mentre l'acqua dell'oceano più calda viaggia nelle cavità sotto le piattaforme di ghiaccio, il ghiaccio si scioglie dal basso, assottigliando gli scaffali e rendendo la calotta glaciale centrale altamente vulnerabile al riscaldamento delle temperature oceaniche.

Tornare indietro nel tempo

Per intraprendere la loro ricerca, Il professor Turney e il suo team si sono recati nell'area di ghiaccio blu di Patriot Hills, un sito situato alla periferia della calotta glaciale antartica occidentale, con il supporto di Antarctic Logistics and Expeditions (o ALE).

Le aree di ghiaccio blu sono il laboratorio perfetto per gli scienziati grazie alla loro topografia unica:sono create da feroci, venti catabatici ad alta densità. Quando questi venti soffiano sulle montagne, rimuovono lo strato superiore di neve ed erodono il ghiaccio esposto. Quando il ghiaccio viene rimosso, il ghiaccio antico scorre in superficie, offrendo uno spaccato della storia della calotta glaciale.

Mentre la maggior parte dei ricercatori antartici scava nel nucleo di ghiaccio per estrarre i loro campioni, questo team ha utilizzato un metodo diverso:l'analisi del nucleo di ghiaccio orizzontale.

"Invece di perforare chilometri nel ghiaccio, possiamo semplicemente attraversare un'area di ghiaccio blu e viaggiare indietro di millenni. Prelevando campioni di ghiaccio dalla superficie siamo in grado di ricostruire cosa è successo in passato a questo prezioso ambiente, "dice il professor Turney.

Attraverso misurazioni isotopiche, il team ha scoperto una lacuna nel record della calotta glaciale immediatamente prima dell'ultimo interglaciale. Questo periodo di mancanza di ghiaccio coincide con l'estremo aumento del livello del mare, suggerendo una rapida perdita di ghiaccio dalla calotta glaciale dell'Antartico occidentale. La cenere vulcanica, tracce di gas e DNA antico di batteri intrappolati nel ghiaccio supportano tutti questa scoperta.

Imparare dall'ultimo interglaciale

I cicli dell'era glaciale si verificano circa ogni 100, 000 anni a causa di sottili cambiamenti nell'orbita della Terra intorno al Sole. Queste ere glaciali sono separate da periodi interglaciali caldi. L'ultimo interglaciale è il periodo caldo più recente del nostro attuale periodo interglaciale, l'Olocene.

Mentre il contributo umano al riscaldamento globale rende unico l'Olocene, l'Ultimo Interglaciale rimane un utile punto di ricerca per capire come il pianeta risponde ai cambiamenti estremi.

"Il futuro si sta dirigendo ben oltre la portata di tutto ciò che abbiamo visto osservato nella documentazione strumentale scientifica degli ultimi 150 anni, " dice il professor Turney. "Dobbiamo guardare più nel passato se vogliamo gestire i cambiamenti futuri".

Durante l'ultimo interglaciale, i livelli medi globali del mare erano tra 6m e 9m più alti di oggi, anche se alcuni scienziati sospettano che potrebbe aver raggiunto gli 11 metri.

L'innalzamento del livello del mare nell'ultimo interglaciale non può essere completamente spiegato dallo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia, che ha rappresentato un aumento di 2 milioni, o l'espansione degli oceani a causa delle temperature più calde e dello scioglimento dei ghiacciai montani, che si ritiene abbiano causato un aumento inferiore a 1 m.

"Ora abbiamo alcune delle prime prove importanti che l'Antartide occidentale si è sciolta e ha causato gran parte di questo innalzamento del livello del mare, "dice il professor Turney.

Un urgente bisogno di ridurre al minimo il riscaldamento futuro

La gravità della perdita di ghiaccio suggerisce che la calotta glaciale dell'Antartide occidentale è altamente sensibile al futuro riscaldamento degli oceani.

"La calotta glaciale dell'Antartide occidentale è seduta nell'acqua, e oggi quest'acqua si fa sempre più calda, "dice il professor Turney, che è anche capo ricercatore dell'ARC Center of Excellence for Australian Biodiversity and Heritage (CABAH).

Utilizzando i dati ottenuti dal loro lavoro sul campo, il team ha eseguito simulazioni di modelli per studiare come il riscaldamento potrebbe influenzare le piattaforme di ghiaccio galleggianti. Questi scaffali attualmente sostengono le calotte glaciali e aiutano a rallentare il flusso di ghiaccio al largo del continente.

I risultati suggeriscono un innalzamento del livello del mare di 3,8 m durante i primi mille anni di un oceano più caldo di 2°C. La maggior parte dell'innalzamento del livello del mare modellato si è verificato dopo la perdita delle piattaforme di ghiaccio, che è crollato entro i primi duecento anni di temperature più elevate.

I ricercatori sono preoccupati che le temperature elevate persistenti della superficie del mare inducano lo scioglimento della calotta glaciale dell'Antartico orientale, spingendo ancora più in alto il livello del mare globale.

"I feedback positivi tra un oceano che si riscalda, crollo della piattaforma di ghiaccio, e lo scioglimento della calotta glaciale suggeriscono che l'Antartico occidentale potrebbe essere vulnerabile al superamento di un punto critico, " ha sottolineato la dottoressa Zoë Thomas, co-autore e membro dell'ARC Discovery Early Career Research Award (DECRA) presso UNSW.

"Quando raggiunge il punto di svolta, solo un piccolo aumento della temperatura potrebbe innescare un improvviso scioglimento della calotta glaciale e un aumento di molti metri del livello globale del mare".

Attualmente, il consenso del rapporto 2013 del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) suggerisce che il livello del mare globale aumenterà tra 40 cm e 80 cm nel prossimo secolo, con l'Antartide che contribuisce solo a circa 5 cm di questo.

I ricercatori sono preoccupati che il contributo dell'Antartide possa essere molto maggiore di questo.

"Proiezioni recenti suggeriscono che il contributo antartico potrebbe essere fino a dieci volte superiore alle previsioni dell'IPCC, che è profondamente preoccupante, "dice il professor Christopher Fogwill, co-autore e direttore dell'Institute for Sustainable Futures presso l'Università britannica di Keele.

"Il nostro studio evidenzia che la calotta glaciale antartica potrebbe trovarsi vicino a un punto critico, che una volta superato potrebbe impegnarci a un rapido innalzamento del livello del mare per i millenni a venire. Ciò sottolinea l'urgente necessità di ridurre e controllare le emissioni di gas serra che oggi stanno determinando il riscaldamento".

In particolare, i ricercatori avvertono che questo punto di svolta potrebbe essere più vicino di quanto pensiamo.

"L'accordo di Parigi sul clima si impegna a limitare il riscaldamento globale a 2°C, idealmente 1,5°C, questo secolo, "dice il professor Turney.

"I nostri risultati mostrano che non vogliamo avvicinarci al riscaldamento di 2°C".

Il professor Turney e il suo team sperano di espandere la ricerca per confermare la rapidità con cui la calotta glaciale dell'Antartico occidentale ha risposto al riscaldamento e quali aree sono state colpite per prime.

"Abbiamo testato solo una posizione, quindi non sappiamo se sia stato il primo settore dell'Antartide a sciogliersi, o se si è sciolto relativamente tardi. L'impatto di questi cambiamenti in Antartide sul resto del mondo rimane un'enorme incognita mentre il pianeta si riscalda verso il futuro", afferma.

"Testare altre località ci darà un'idea migliore delle aree che dobbiamo davvero monitorare mentre il pianeta continua a riscaldarsi".