A circa 120 km di larghezza, Thwaites è il ghiacciaio più grande della Terra e uno dei ghiacciai più fragili dell'Antartide. Fotografato qui da Copernicus Sentinel-2 il 26 novembre 2020, è difficile immaginare cosa sta succedendo in profondità sotto il ghiaccio. Nascosto alla vista da uno spessore di chilometri di ghiaccio, c'è una vasta rete di laghi e ruscelli alla base della calotta antartica. Utilizzando più di 10 anni di dati altimetrici dal satellite CryoSat dell'ESA, scienziati hanno scoperto che i laghi sotto Thwaites, il più grande dei quali è lungo oltre 40 km, drenato in rapida successione, nel 2013 e poi nel 2017. Questo tipo di drenaggio sotto Thwaites non è mai stato registrato prima. Gli scienziati stimano che il tasso di drenaggio abbia raggiunto un picco di circa 500 metri cubi al secondo, forse il più grande deflusso di acqua di fusione mai registrato dai laghi subglaciali in questa regione. Credito:contiene dati Copernicus Sentinel modificati (2020), trattati dall'ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
Nascosto alla vista da uno spessore di chilometri di ghiaccio, c'è una vasta rete di laghi e ruscelli alla base della calotta glaciale antartica. Questa acqua di fusione del sottosuolo influenza la velocità con cui la calotta glaciale scorre verso l'oceano. Utilizzando un decennio di dati altimetrici dal satellite CryoSat dell'ESA, gli scienziati hanno fatto una scoperta inaspettata su come i laghi sotto il ghiacciaio Thwaites si siano drenati e ricaricati in rapida successione.
L'acqua di fusione nella parte inferiore del ghiaccio non è solo il risultato del riscaldamento per attrito mentre il ghiaccio scorre sul substrato roccioso, ma anche dal caldo, chiamato calore geotermico, proveniente da sotto il substrato roccioso. Le misure del flusso di calore geotermico in Antartide sono particolarmente difficili da ottenere, e ci sono grandi differenze tra le varie stime attuali.
L'acqua di fusione sotto il ghiaccio può quindi indicare lo stato del substrato roccioso e il grado di flusso geotermico. Questo è importante perché entrambi influenzano la velocità con cui il ghiaccio scorre e drena nell'oceano.
Quando questa acqua di fusione basale raggiunge l'oceano forma pennacchi galleggianti di acqua di disgelo, che guidano una circolazione sotto il ghiaccio che porta l'acqua calda dell'oceano profondo a contatto con il ghiaccio e provoca lo scioglimento del ghiaccio ancora di più.
Sebbene questa rete subglaciale sia nascosta alla vista da uno strato di ghiaccio spesso chilometri, il movimento dell'acqua di disgelo in profondità provoca piccoli movimenti sulla superficie del ghiaccio, quale, notevolmente, possono essere rilevati e monitorati dallo spazio.
Un articolo pubblicato di recente su Lettere di ricerca geofisica descrive come un decennio di osservazioni radar altimetriche sia stato utilizzato per rivelare una rete di quattro laghi subglaciali, sotto il ghiacciaio Thwaites.
A circa 120 km di larghezza, Thwaites è il ghiacciaio più grande della Terra e uno dei ghiacciai più fragili dell'Antartide. È, perciò, oggetto di molte ricerche internazionali attraverso il National Environment Research Council del Regno Unito NERC/US National Science Foundation (NSF) International Thwaites Glacier Collaboration e il progetto 4-D Antarctica dell'ESA.
Diego Fernandez dell'ESA, capo della Sezione di Scienze dell'Osservazione della Terra e responsabile del progetto 4-D Antarctica, disse, "Il progetto riunisce diversi anni di ricerca da diversi team per formare una nuova valutazione completa dei processi idrologici della calotta glaciale antartica, dalla litosfera e dall'ambiente subglaciale al processo di fusione della superficie.
"Ciò contribuirà sicuramente a stabilire una solida base scientifica su cui sviluppare un gemello digitale dell'Antartide in futuro".
Utilizzando più di 10 anni di dati altimetrici dal satellite CryoSat dell'ESA, scienziati hanno scoperto che i laghi sotto Thwaites, il più grande dei quali è lungo oltre 40 km, drenato in rapida successione, nel 2013 e poi nel 2017.
Questo tipo di drenaggio ricorrente sotto Thwaites non è mai stato registrato prima.
Gli scienziati stimano che il tasso di drenaggio abbia raggiunto il picco di circa 500 metri cubi al secondo, forse il più grande deflusso di acqua di fusione mai riportato dai laghi subglaciali in questa regione.
La missione Earth Explorer CryoSat dell'ESA è dedicata al monitoraggio preciso dei cambiamenti nello spessore del ghiaccio marino che galleggia negli oceani polari e delle variazioni nello spessore delle vaste calotte glaciali che ricoprono la Groenlandia e l'Antartide. Il satellite vola a un'altitudine di poco più di 700 km , raggiungendo latitudini di 88° nord e sud, per massimizzare la sua copertura dei pali. Il suo carico utile principale è uno strumento chiamato Altimetro Radar Interferometrico ad Apertura Sintetica (SIRAL). I precedenti altimetri radar erano stati ottimizzati per operazioni sull'oceano e sulla terra, ma SIRAL è il primo sensore del suo genere progettato per il ghiaccio, misurare i cambiamenti ai margini di vaste calotte glaciali e ghiaccio galleggiante negli oceani polari. Credito:ESA/AOES Medialab
Questo tasso di picco è circa otto volte più veloce di quello che il Tamigi in Inghilterra scarica in media nel Mare del Nord.
George Malczyk, autore principale dell'Università di Edimburgo nel Regno Unito, disse, "Abbiamo utilizzato CryoSat per mostrare un periodo di attività del lago solo quattro anni dopo il precedente evento di drenaggio nel 2013.
"Ma ciò che è interessante di questo secondo evento di drenaggio è quanto sia diverso dal primo, con un trasferimento più rapido dell'acqua e un aumento dello scarico dell'acqua. Le nostre osservazioni evidenziano che ci sono state modifiche potenzialmente significative al sistema subglaciale tra questi due eventi".
Tra il 2013 e il 2017, gli scienziati possono vedere che i laghi si sono ricaricati.
Collegando queste osservazioni con l'acqua di disgelo basale che scorre nel lago attraverso una rete di canali basali, ha dato per la prima volta, una stima della velocità di scioglimento alla base della calotta glaciale. Confrontando questi tassi con stime modellate, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che i modelli sottostimano la fusione basale in questa regione di Thwaites di quasi il 150%.
Questi risultati aiuteranno a valutare e vincolare i modelli e, a sua volta, migliorare la rappresentazione del sistema di calotta glaciale, e proiettare meglio la sua evoluzione.
Con un lancio previsto nel 2027, l'altimetro topografico del ghiaccio polare e della neve di Copernico, CRISTALLO, missione porterà, per la prima volta, un radar altimetro a doppia frequenza, e radiometro a microonde, che misurerà e monitorerà lo spessore del ghiaccio marino, altezza della neve sovrastante e altezza della calotta glaciale. Questi dati supporteranno le operazioni marittime negli oceani polari e contribuiranno a una migliore comprensione dei processi climatici. CRISTAL supporterà anche le applicazioni relative alle acque costiere e interne, oltre a fornire osservazioni della topografia oceanica. Credito:Airbus
Noel Gourmelen, anche dall'Università di Edimburgo, disse, "Ciò che accade sotto la calotta glaciale è fondamentale per come risponde ai cambiamenti nell'atmosfera e nell'oceano intorno all'Antartide, eppure è nascosto alla vista da chilometri di ghiaccio che lo rendono molto difficile da osservare.
"Questo movimento dell'acqua ci dà un'idea di dove si trova l'acqua e quanto e quanto velocemente si muove attraverso il sistema. Insieme queste sono informazioni chiave sulla natura dell'ambiente subglaciale e sui processi della rete idrologica sotto la calotta glaciale. Questi risultati forniscono informazioni chiave che possono aiutarci a proiettare come la calotta glaciale aumenta il livello del mare mentre risponde ai cambiamenti climatici.
"Essere in grado di monitorare queste regioni remote dallo spazio per lunghi periodi di tempo è estremamente importante. In quanto tale, la missione CRISTAL pianificata, che fa parte dell'espansione del programma europeo Copernicus, sarà determinante. Garantirà la continuità e l'espansione delle attuali capacità di studiare l'intera calotta glaciale dallo spazio".
Il dottor Fernandez ha aggiunto, "Con questa attività vogliamo contribuire agli sforzi scientifici intrapresi dalla NERC/NSF International Thwaites Glacier Collaboration e dall'EU Polar Cluster, per comprendere e prevedere meglio i drammatici cambiamenti che interessano le regioni polari. È solo attraverso la collaborazione scientifica, sia in ambito europeo che internazionale, che saremo in grado di affrontare collettivamente le principali sfide scientifiche e sociali che tutti noi affrontiamo."
