Nell'ottobre 2019, gli scienziati hanno intrappolato una nave piena di attrezzature nel ghiaccio marino artico con l'intenzione di andare alla deriva intorno all'Oceano Artico per un anno intero, raccogliere dati sulle regioni polari e sui banchi di ghiaccio marino. Però, un nuovo studio indica che c'è una possibilità che la spedizione possa sciogliersi mesi prima dell'obiettivo di fine anno.

Il team di ricerca del MOSAiC (Osservatorio multidisciplinare sulla deriva per lo studio del clima artico) ha svolto un'ampia preparazione e formazione per la spedizione, compresa l'analisi delle condizioni storiche. La nuova ricerca mostra, però, che le condizioni dell'Artico stanno cambiando così rapidamente che il passato potrebbe non essere più una guida per il presente.

Gli scienziati del Centro nazionale per la ricerca atmosferica (NCAR) hanno utilizzato un insieme di modelli climatici multipli per simulare le condizioni lungo le potenziali rotte per la spedizione polare, utilizzando le condizioni odierne nel "nuovo Artico". I risultati suggeriscono che il ghiaccio marino più sottile potrebbe portare la nave più lontano di quanto ci si aspetterebbe rispetto alle condizioni storiche e il ghiaccio marino intorno alla nave potrebbe sciogliersi prima dell'obiettivo di 12 mesi. Dei 30 modelli analizzati nel nuovo studio, cinque (17%) hanno mostrato uno scioglimento in meno di un anno.

La ricerca, pubblicato sulla rivista La criosfera , è stato finanziato dalla National Science Foundation, che è lo sponsor di NCAR. I coautori dello studio provengono dall'Università del Colorado Boulder e dal Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences della scuola, così come il Dartmouth College e l'Università dell'Alaska Fairbanks.

L'insieme di 30 modelli utilizzava le condizioni climatiche attuali e rifletteva l'ampiezza dei modi in cui potrebbe formarsi il ghiaccio marino, deriva, e sciogliersi in un clima del 2020. Lo studio non ha incorporato le condizioni del ghiaccio del 2019 e non è una previsione del percorso che la nave prenderà per la sua spedizione di un anno.

"Il punto centrale di MOSAiC è capire il nuovo Artico e come le cose sono cambiate negli ultimi 10 anni, " ha detto Alice DuVivier, uno scienziato del clima NCAR e autore principale del nuovo studio. "Questo modello ci dà una comprensione della gamma di possibilità di deriva che la spedizione potrebbe affrontare nel nuovo regime dei ghiacci".

Gli scienziati hanno raccolto dati sull'estensione del ghiaccio marino artico, che può coprire milioni di miglia quadrate in inverno, dal 1979, quando i satelliti hanno iniziato a catturare i cambiamenti annuali nella copertura di ghiaccio. "I cambiamenti nel sistema artico sono così incredibilmente rapidi che anche le nostre osservazioni satellitari di 15 anni fa sono diverse dall'Artico di oggi, " ha detto Marika Holland, Scienziato NCAR e coautore dello studio. "Ora c'è il ghiaccio più sottile, che si muove più velocemente, e c'è meno copertura nevosa. È un regime di ghiaccio completamente diverso".

Andare con il lastrone

Per confrontare le differenze tra il "vecchio Artico" e il "nuovo Artico, " gli scienziati hanno creato tracce di lastre di ghiaccio per la nave della spedizione, un rompighiaccio di ricerca tedesco chiamato Polarstern, utilizzando il modello del ghiaccio marino nel Community Earth System Model (CESM) basato su NCAR. Primo, gli scienziati hanno eseguito 28 tracce modello basate su dati satellitari storici delle condizioni del ghiaccio marino. Quindi hanno confrontato i risultati con 30 tracce modello sotto il giovane, magro, e condizioni del ghiaccio artico più stagionali che riflettono maggiormente le condizioni recenti.

In queste condizioni di "nuovo Artico", i banchi di ghiaccio si muovevano più rapidamente, quindi i loro percorsi si estendevano più lontano e variavano di più l'uno dall'altro rispetto ai percorsi "vecchi artici", che includono ghiaccio marino più spesso e più corto, tracce più lente.

Soprattutto, lo studio rileva che nello scenario artico stagionale, Il 17% delle tracce simulate mostra la Polarstern che si scioglie completamente dal ghiaccio, mesi prima del traguardo di ottobre 2020. Il modello esegue una stima il 29 luglio 2020, come la prima potenziale data di fusione, sottolineando che l'Artico di oggi presenta un rischio maggiore di eventi estremi, come la fusione. In contrasto, nessuna delle tracce eseguite sotto i dati storici del satellite ha mostrato uno scenario di fusione.

Sebbene i risultati forniscano ulteriori informazioni sul potenziale esito del percorso di MOSAiC, le corse del modello non sono una previsione del percorso della spedizione, ha detto DuVivier, che hanno presentato i risultati dello studio al team scientifico del MOSAiC mentre si preparavano per la campagna. Piuttosto, i risultati sono un modo per esplorare i molti scenari che una nave potrebbe potenzialmente affrontare nel corso del viaggio nel clima attuale. "La modellazione è un modo per esplorare molti mondi, " ha detto DuVivier. "L'esperienza precedente non è sempre indicativa di ciò che sta per accadere."

Nella prima fase della spedizione, nell'autunno 2019, i ricercatori avevano già incontrato condizioni di ghiaccio sottile, avendo inizialmente faticato a trovare un lastrone di ghiaccio abbastanza spesso per ancorare la Polarstern, e sperimentando tempeste che hanno sfidato la spedizione. Secondo il National Snow &Ice Data Center, il ghiaccio marino artico nel 2019 ha raggiunto il secondo minimo più basso nel record satellitare, il che significa che la spedizione è iniziata in condizioni di ghiaccio estremamente basse.

Da allora, la rotta attuale della nave è andata alla deriva più lontano del previsto. "Gli esperimenti modello di questo studio hanno tracce paragonabili a quelle che il Polarstern ha sperimentato negli ultimi mesi, " disse DuVivier. "Non stiamo facendo una previsione per la spedizione, ma quei tipi di tracce si sciolgono presto nel nostro modello climatico".

Il tempo dirà quale sarà il percorso e la destinazione finale della Polarstern, ma la spedizione fornirà comunque agli scienziati una grande quantità di dati. Le informazioni alla fine saranno estremamente utili per migliorare i modelli climatici come il CESM e aiutare gli scienziati a comprendere i cambiamenti nell'Artico che le future spedizioni polari potrebbero osservare.

"Ecco perché abbiamo bisogno di MOSAiC. I modelli possono informare questo tipo di campagne e queste campagne informeranno i nostri modelli, " disse l'Olanda, che ha il suo progetto sulla spedizione MOSAiC, raccogliere dati sulla neve sul ghiaccio marino e sul riscaldamento degli oceani superiori che influisce sullo spessore del ghiaccio marino.

"Non abbiamo molte nuove osservazioni prese in questo nuovo regime, e questo sarà fondamentale per la nostra futura comprensione dell'Artico, " ha detto l'Olanda.