Le domande sulla stabilità della calotta glaciale dell'Antartico orientale sono una delle principali fonti di incertezza nelle stime di quanto aumenterà il livello del mare mentre la Terra continua a riscaldarsi. Per decenni, gli scienziati pensavano che la calotta glaciale dell'Antartico orientale fosse rimasta stabile per milioni di anni, ma studi recenti hanno cominciato a mettere in dubbio questa idea. Ora, i ricercatori della UC Santa Cruz hanno riportato nuove prove di una sostanziale perdita di ghiaccio dall'Antartide orientale durante un periodo caldo interglaciale di circa 400, 000 anni fa.

Lo studio, pubblicato il 22 luglio in Natura , incentrato sul bacino di Wilkes, uno dei numerosi bacini a forma di ciotola ai bordi della calotta glaciale che sono considerati vulnerabili allo scioglimento perché il ghiaccio poggia su un terreno che si trova al di sotto del livello del mare. Il bacino di Wilkes attualmente contiene abbastanza ghiaccio per alzare il livello del mare da 3 a 4 metri (da 10 a 13 piedi).

Il ghiaccio scorre lentamente attraverso i bacini dall'interno del continente fino alle piattaforme di ghiaccio galleggianti ai margini. La perdita di ghiaccio fa sì che la linea di messa a terra, il punto in cui il ghiaccio perde il contatto con il suolo e inizia a galleggiare, si sposti verso l'interno, ha spiegato il primo autore Terrence Blackburn, assistente professore di scienze della Terra e planetarie presso la UC Santa Cruz.

"I nostri dati mostrano che la linea di messa a terra nel bacino di Wilkes si è ritirata di 700 chilometri [435 miglia] nell'entroterra durante uno degli ultimi interglaciali veramente caldi, quando le temperature globali erano da 1 a 2 gradi Celsius più calde di adesso, " Ha detto Blackburn. "Questo probabilmente ha contribuito da 3 a 4 metri all'innalzamento globale del livello del mare, con la Groenlandia e l'Antartide occidentale insieme che contribuiscono per altri 10 metri".

In altre parole, un periodo di riscaldamento globale paragonabile a quello previsto negli scenari attuali per le emissioni di gas serra di origine antropica ha comportato un aumento del livello del mare di circa 13 metri (43 piedi). Certo, questo non accadrebbe tutto in una volta:ci vuole tempo perché tutto il ghiaccio si sciolga.

"Abbiamo aperto la porta del congelatore, ma quel blocco di ghiaccio è ancora freddo e non andrà da nessuna parte a breve termine, " Blackburn ha detto. "Per capire cosa accadrà su scale temporali più lunghe, dobbiamo vedere cosa è successo in passato in condizioni comparabili".

Il problema con lo studio dei periodi interglaciali durante il Pleistocene è che finirono tutti in un'altra era glaciale quando la calotta glaciale avanzò di nuovo e coprì le prove. Per il nuovo studio, Blackburn e i suoi colleghi hanno utilizzato una nuova tecnica basata sulle misurazioni degli isotopi nei depositi minerali che registrano i cambiamenti passati nei fluidi subglaciali.

L'uranio-234 (U-234) è un isotopo dell'uranio che si accumula molto lentamente nell'acqua a contatto con le rocce a causa del decadimento ad alta energia dell'uranio-238. Questo accade ovunque, ma nella maggior parte dei luoghi i processi idrologici portano via l'acqua dalle fonti di arricchimento, e l'U-234 viene diluito in grandi masse d'acqua. In Antartide, però, l'acqua è intrappolata alla base della calotta glaciale e si muove molto lentamente finché il ghiaccio è stabile, consentendo all'U-234 di raggiungere livelli molto elevati per lunghi periodi di tempo.

Blackburn ha spiegato che la calotta glaciale agisce come una coperta isolante, così che il calore dall'interno della Terra provoca la fusione alla base. Ma le temperature sono più fredde dove il ghiaccio è più sottile ai margini della calotta glaciale, provocando il ricongelamento dell'acqua subglaciale.

"L'acqua che scorre sotto il ghiaccio inizia a ricongelare ai bordi, che concentra tutti i minerali disciolti fino a diventare supersaturi e i minerali precipitano per formare depositi di opale o calcite, " ha detto. "Quei depositi intrappolano l'uranio-234, così possiamo datare i depositi e misurare la loro composizione, e possiamo seguirlo nel tempo per ottenere una storia profonda della composizione dell'acqua sotto la calotta glaciale".

Ciò che la storia suggerisce è che l'U-234 nell'acqua subglaciale nel bacino di Wilkes fu espulso durante il periodo interglaciale 400, 000 anni fa, quando il ghiaccio si sciolse e la linea di messa a terra si ritirò. Che ripristinano la concentrazione di U-234 a bassi livelli di fondo, e l'accumulo è poi ricominciato quando il ghiaccio è avanzato di nuovo.

Blackburn ha notato che le prove attuali per l'accumulo di U-234 nei fluidi subglaciali possono essere trovate nelle McMurdo Dry Valleys, l'unico luogo in cui i ghiacciai antartici terminano a terra. Là, salmastre altamente concentrate emergono dai ghiacciai in luoghi come Blood Falls, dove il colore rosso sangue deriva dalle alte concentrazioni di ferro nella salamoia.

"Le composizioni isotopiche di quelle salamoie sono paragonabili ai precipitati che abbiamo datato da una serie di luoghi, e tutti condividono il caratteristico arricchimento U-234, "Ha detto Blackburn. "Le salamoie sono ciò che rimane quando i fluidi subglaciali arrivano fino al bordo della calotta glaciale".

Ha detto che il nuovo studio è stato ispirato da un documento del 2016 in cui i ricercatori che studiano i coralli di acque profonde hanno riportato prove di un importante cambiamento nella chimica degli oceani, compreso un picco in U-234, in coincidenza con la fine dell'ultima era glaciale, quando la vasta calotta glaciale Laurentide che copriva gran parte del Nord America si sciolse.

"Hanno ipotizzato che si accumuli sotto le calotte glaciali e hanno indicato alcuni possibili siti in Antartide dove potrebbe accadere, "Ha detto Blackburn. "Mi è capitato di essere in uno di quei posti in quel momento."

Così era il suo collega, glaciologo Slawek Tulaczyk, un professore di scienze della Terra e planetarie alla UC Santa Cruz. Hanno discusso il documento e hanno iniziato a pianificare questo studio, che alla fine ha coinvolto diversi docenti e studenti dell'UCSC. Il team ha raccolto alcuni campioni di giacimenti minerari stessi, ma alcuni dei campioni più importanti utilizzati nello studio sono stati raccolti negli anni '80 e archiviati presso il Byrd Polar Rock Repository dell'Ohio State University.