Gli scienziati sanno che le alghe grigio-brunastre che scuriscono la calotta glaciale della Groenlandia in estate fanno sì che il ghiaccio si sciolga più velocemente, ma solo di recente hanno misurato queste fioriture nel campo, e solo in pochi siti. Per misurare le fioriture algali in vaste regioni e comprendere i loro effetti sullo scioglimento nel tempo, ora si stanno rivolgendo allo spazio.

"Gli scienziati vanno sul campo e campionano uno o due punti in cui si verificano queste fioriture, ma non sappiamo davvero come cambiano nel tempo o in una vasta regione, " ha detto Shujie Wang, autore principale di un recente studio che mostra che i satelliti possono essere utilizzati per monitorare la crescita delle alghe di ghiaccio su vaste aree.

Per misurare la crescita delle alghe, Wang e i suoi colleghi hanno preso in prestito una metodologia di vecchia data utilizzata da altri scienziati per misurare le alghe negli oceani, utilizzando osservazioni satellitari del colore dell'acqua. Le alghe marine differiscono da quelle del ghiaccio, ma entrambi i tipi contengono clorofilla-a, che ha una distinta traccia di radiazione riflessa nel vicino infrarosso che i sensori satellitari possono rilevare.

La mappatura delle alghe dei ghiacciai nello spazio e nel tempo può fornire ai ricercatori informazioni su come le alghe influenzano la riflettività, o albedo, della superficie del ghiaccio, ha detto Wang, che ha condotto la ricerca come borsista post-dottorato presso il Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University. Ora è assistente professore di geografia alla Penn State University.

"Albedo è fondamentale per capire come si scioglie il ghiaccio e cosa accadrà in futuro al contributo della Groenlandia all'innalzamento del livello del mare, " ha detto il professore di ricerca Lamont-Doherty Marco Tedesco, che ha supervisionato il lavoro di Wang. "Poco si sa degli effetti delle alghe su questo, e il lavoro di Shujie è pionieristico in questo senso".

Neve e ghiaccio chiari hanno un'albedo alta, il che significa che riflettono la maggior parte della radiazione solare in arrivo nell'atmosfera. Ma quando le alghe si accumulano, scuriscono la superficie; questo fa sì che assorba più radiazioni, riscaldando il ghiaccio e accelerando la fusione superficiale.

I ricercatori hanno utilizzato i dati del Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) sul satellite Envisat dell'Agenzia spaziale europea per quantificare le fioriture algali nella Groenlandia sudoccidentale dal 2004 al 2011. Hanno confrontato i dati con le misurazioni effettuate sul campo e dallo spettrometro di imaging a risoluzione moderata della NASA ( MODIS), che misura l'albedo superficiale.

Hanno scoperto che le firme di clorofilla-a catturate da MERIS corrispondevano ai dati del campo, confermando che i ricercatori possono utilizzare i dati satellitari del colore dell'oceano per misurare la crescita delle alghe e vedere come cambia durante l'estate. Lo stesso vale per i cambiamenti di albedo misurati da MODIS.

"Abbiamo fatto una stima approssimativa che se la crescita delle alghe raddoppia, quindi l'albedo diminuisce tra il 2% e il 4%, " ha detto Wang. "Questa componente biologica non è mai stata incorporata nella modellazione climatica".

I ricercatori hanno anche scoperto che gli anni con meno giorni nuvolosi, e quindi più radiazione solare, ha visto più sviluppo di alghe. "Le alghe hanno bisogno della radiazione solare per creare energia attraverso la fotosintesi, quindi le radiazioni a onde corte possono essere un fattore importante per controllare la quantità di alghe che cresceranno o come sono distribuite nello spazio, "Ha detto Wang.

L'interazione tra clima, alghe e ghiaccio creano un ciclo che può accelerare il processo di fusione. Mentre la Groenlandia si riscalda, temperature più elevate stanno causando direttamente lo scioglimento di più ghiaccio. Ma il riscaldamento sembra anche cambiare i modelli di circolazione atmosferica, e recentemente c'è stata una tendenza verso giornate più soleggiate. Più giorni di sole significano che il ghiaccio assorbirà più radiazioni solari e si scioglierà più velocemente. La radiazione solare favorisce anche la crescita delle alghe, ulteriore accelerazione della fusione.

Oltre a migliorare i modelli climatici regionali, la ricerca ha implicazioni per l'esplorazione di altri pianeti. "Alghe e batteri sono l'unica vita sulla calotta glaciale, ed è affascinante immaginare che le aree in cui prosperano siano tra le cose più vicine che possiamo immaginare alla vita extraterrestre, "disse Tedesco, che ricopre anche una posizione presso il Goddard Institute for Space Studies della NASA.

Il passo successivo è quantificare quanto lo sviluppo di alghe aumenta la produzione di acqua di fusione. Wang intende affrontare questa domanda in una ricerca successiva.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.