Il ghiaccio marino artico aiuta a mantenere fresca la Terra, poiché la sua superficie luminosa riflette l'energia del Sole nello spazio. Ogni anno gli scienziati utilizzano più satelliti e set di dati per monitorare quanto dell'Oceano Artico è coperto di ghiaccio marino, ma il suo spessore è più difficile da misurare. I risultati iniziali del nuovo Ice Cloud e Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) della NASA suggeriscono che il ghiaccio marino si è assottigliato fino al 20% dalla fine della prima missione ICESat (2003-2009), contrariamente agli studi esistenti che trovano che lo spessore del ghiaccio marino è rimasto relativamente costante nell'ultimo decennio.

Lo spessore del ghiaccio marino artico è diminuito drasticamente nel primo decennio del 21° secolo, come misurato dalla prima missione ICESat dal 2003 al 2009 e altri metodi. CryoSat-2 dell'Agenzia spaziale europea, lanciato nel 2010, da allora ha misurato uno spessore relativamente consistente nel ghiaccio marino artico. Con il lancio di ICESat-2 nel 2018, i ricercatori hanno esaminato questo nuovo modo di misurare lo spessore del ghiaccio marino per far progredire lo studio di questo record di dati.

"Non possiamo ottenere lo spessore solo dallo stesso ICESat-2, ma possiamo usare altri dati per derivare la misura, " disse Petty. Per esempio, i ricercatori sottraggono l'altezza della neve sopra il ghiaccio marino utilizzando modelli informatici che stimano le precipitazioni nevose. "I primi risultati sono stati molto incoraggianti".

Nel loro studio, pubblicato di recente su Journal of Geophysical Research:Oceans , Petty e i suoi colleghi hanno generato mappe dello spessore del ghiaccio marino artico da ottobre 2018 ad aprile 2019 e hanno visto l'ispessimento del ghiaccio durante l'inverno come previsto.

Globale, però, i calcoli che utilizzano ICESat-2 hanno scoperto che il ghiaccio era più sottile durante quel periodo di tempo rispetto a quello che i ricercatori hanno scoperto utilizzando i dati CryoSat-2. Il gruppo di Petty ha anche scoperto che un piccolo ma significativo calo del 20% nello spessore del ghiaccio marino confrontando le misurazioni ICESat-2 di febbraio/marzo 2019 con quelle calcolate utilizzando ICESat a febbraio/marzo 2008, un calo che i ricercatori di CryoSat-2 non vedono nel loro dati.

Questi sono due approcci molto diversi per misurare il ghiaccio marino, Petty ha detto, ognuno con i suoi limiti e vantaggi. CryoSat-2 trasporta un radar per misurare l'altezza, al contrario del lidar di ICESat-2, e il radar passa principalmente attraverso la neve per misurare la parte superiore del ghiaccio. Le misurazioni radar come quelle di CryoSat-2 potrebbero essere annullate dall'acqua di mare che inonda il ghiaccio, ha notato. Inoltre, ICESat-2 è ancora una missione giovane e gli algoritmi informatici sono ancora in fase di perfezionamento, Egli ha detto, che potrebbe in definitiva modificare i risultati di spessore.

"Penso che impareremo molto dall'avere questi due approcci per misurare lo spessore del ghiaccio. Potrebbero darci un limite superiore e inferiore sullo spessore del ghiaccio marino, e la risposta giusta è probabilmente da qualche parte nel mezzo, " ha detto Petty. "Ci sono ragioni per cui le stime di ICESat-2 potrebbero essere basse, e ragioni per cui CryoSat-2 potrebbe essere alto, e abbiamo bisogno di lavorare di più per capire e allineare queste misurazioni l'una con l'altra".

ICESat-2 ha un altimetro laser, che utilizza impulsi di luce per misurare con precisione l'altezza fino a circa un pollice. ogni secondo, lo strumento emette 10, 000 impulsi di luce che rimbalzano sulla superficie della Terra e ritornano al satellite e registrano il tempo necessario per compiere quel viaggio di andata e ritorno. La luce si riflette sulla prima sostanza che colpisce, che sia mare aperto, ghiaccio marino nudo o neve che si è accumulata sopra il ghiaccio, quindi gli scienziati utilizzano una combinazione di misurazioni ICESat-2 e altri dati per calcolare lo spessore del ghiaccio marino.

Confrontando i dati ICESat-2 con le misurazioni di un altro satellite, i ricercatori hanno anche creato le prime mappe satellitari della quantità di neve che si è accumulata sul ghiaccio marino artico, tracciare questo materiale isolante.

"La banchisa del mare artico è cambiata radicalmente da quando il monitoraggio satellitare è iniziato più di quattro decenni fa, "ha detto Nathan Kurtz, Vice scienziato del progetto ICESat-2 presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "La straordinaria precisione e la capacità di misurazione per tutto l'anno di ICESat-2 forniscono un nuovo entusiasmante strumento che ci consente di comprendere meglio i meccanismi che portano a questi cambiamenti, e cosa questo significhi per il futuro".

Con ICESat-2 e CryoSat-2 che utilizzano due diversi metodi per misurare lo spessore del ghiaccio:uno misurando la parte superiore della neve, l'altro il confine tra la parte inferiore dello strato di neve e la parte superiore dello strato di ghiaccio, ma i ricercatori si sono resi conto che potevano combinare i due per calcolare la profondità della neve.

"Questa è la prima volta in assoluto che possiamo ottenere la profondità della neve attraverso l'intera copertura di ghiaccio marino dell'Oceano Artico, " ha detto Ron Kwok, uno scienziato del ghiaccio marino presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California e autore di un altro studio in JGR Oceani . "La regione artica è un deserto, ma la neve che otteniamo è molto importante in termini di clima e di ghiaccio marino isolante".

Lo studio ha scoperto che la neve inizia ad accumularsi lentamente in ottobre, quando il ghiaccio appena formato ha una media di circa 2 pollici (5 centimetri) di neve e il ghiaccio pluriennale ha una media di 5,5 pollici (14 cm) di neve. Le nevicate si accumulano più tardi in inverno a dicembre e gennaio e raggiungono la massima intensità in aprile, quando il ghiaccio relativamente nuovo ha una media di 17 cm (6,7 pollici) e il ghiaccio più vecchio ha una neve media di 27 cm (10,6 pollici).

Quando la neve si scioglie in primavera, può accumularsi sul ghiaccio marino:quegli stagni sciolti assorbono il calore del sole e possono riscaldare il ghiaccio più velocemente, solo uno degli impatti della neve sul ghiaccio.