Con i dati di una spedizione del 2016, gli scienziati supportati dalla NASA stanno facendo più luce sui complessi processi sotto la calotta glaciale della Groenlandia che controllano la velocità con cui i suoi ghiacciai scivolano verso l'oceano e contribuiscono all'innalzamento del livello del mare.

Sulla superficie della calotta di ghiaccio, doline senza fondo chiamate moulins possono incanalare l'acqua di fusione nella base del ghiaccio. Mentre quell'acqua raggiunge il letto sottostante della calotta di ghiaccio, può far staccare leggermente il ghiaccio e far scorrere più rapidamente.

I ghiacciai che scivolano più velocemente possono eventualmente portare allo scioglimento della calotta glaciale un po' più velocemente del previsto, aumentando anche la quantità di ghiaccio staccato nell'oceano. Con una vasta superficie grande quanto il Messico, Lo scioglimento dei ghiacci della Groenlandia è il principale responsabile dell'innalzamento del livello del mare globale.

In un nuovo studio, pubblicato in Lettere di ricerca geofisica , gli autori conclusero che l'unico fattore importante che influenzava la velocità di un ghiacciaio in scorrimento nel sud-ovest della Groenlandia era la velocità con cui la pressione dell'acqua cambiava all'interno delle cavità alla base del ghiaccio dove l'acqua di fusione incontrava il substrato roccioso.

"Anche se le cavità sono piccole, fintanto che la pressione aumenta molto velocemente, faranno scivolare il ghiaccio più velocemente, " ha detto il dottor Laurence C. Smith, un professore di studi ambientali e della Terra, ambientale, e scienze planetarie alla Brown University di Providence, Rhode Island.

È la prima volta che le osservazioni direttamente dalla ricerca sul campo mostrano come i cambiamenti nel volume dell'acqua sotto la calotta glaciale della Groenlandia guidano le velocità di flusso di un ghiacciaio.

I risultati contraddicono una visione di lunga data sulle velocità di scorrimento del ghiaccio e l'acqua immagazzinata sotto un ghiacciaio noto come legge di scorrimento basale allo stato stazionario, che ha aiutato gli scienziati a prevedere quanto velocemente scivoleranno le calotte glaciali in base al volume totale di acqua sotto il ghiaccio.

Dottoressa Lauren Andrews, un glaciologo presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, ama spiegare le interazioni tra l'acqua di fusione superficiale, ghiaccio basale, e il fondamento, come pneumatici che scivolano molto rapidamente su strada bagnata a causa dell'aquaplaning.

"Se hai una rapida perturbazione dell'acqua che entra nel sistema subglaciale, travolgi il sistema, e quindi crei essenzialmente uno strato d'acqua all'interfaccia che non è più contenuto in canali o cavità, " ha detto Andrea.

Non è il volume effettivo nell'acqua che guida la velocità del ghiaccio, lei spiegò, ma la velocità con cui si accumula in un'interfaccia di roccia ghiacciata. Per gli aumenti lenti dell'acqua, il sistema subglaciale ha il tempo di evolversi per accogliere la stessa quantità d'acqua.

Fino a poco tempo fa, la mancanza di dati direttamente dal suolo aveva reso difficile per gli scienziati sondare le interazioni che accelerano i ghiacciai in Groenlandia. Uno degli aspetti più difficili che impedisce agli scienziati di comprendere appieno le dinamiche di scorrimento del ghiaccio è la necessità di accoppiare le misurazioni del flusso di acqua di disgelo in un ghiacciaio con le osservazioni del movimento del ghiaccio in superficie.

Il gruppo di ricerca si è accampato sul ghiacciaio Russell vicino a Kangerlussuaq, Groenlandia, e ha studiato un fiume glaciale chiamato in onore del defunto ricercatore della NASA Alberto Behar. Confrontando le misurazioni GPS del movimento del ghiaccio in superficie con la quantità di acqua di fusione che si scarica in un pozzo verticale nel ghiacciaio, noto come mulinello, così come l'acqua di fusione che esce dal bordo del ghiacciaio, il team ha identificato cambiamenti nell'acqua immagazzinata sotto il ghiaccio che corrispondevano a piccole accelerazioni nel ghiaccio in superficie. La ricerca passata sui piccoli ghiacciai alpini ha guidato la progettazione dello studio.

"Non c'è una relazione diretta uno a uno tra lo scioglimento in alto e l'acqua di disgelo che esce dalla calotta glaciale perché l'acqua sta attraversando chissà cosa in basso, " ha detto Smith.

Le nuove scoperte saranno preziose per satelliti come la prossima missione satellitare NISAR, una missione congiunta di osservazione della Terra tra la NASA e l'Indian Space Research Organization (ISRO), che misurerà i cambiamenti nella velocità della superficie del ghiaccio con una risoluzione senza precedenti per l'intera calotta glaciale della Groenlandia e dell'Antartico, disse Thorsten Markus, Responsabile del programma di scienze criosferiche presso la NASA. Previsto per il lancio non prima del 2022, NISAR può anche consentire ulteriori studi sulle velocità della superficie del ghiaccio su scale molto più grandi.

Infine, combinare le osservazioni satellitari con i dati acquisiti da terra può aiutare gli scienziati a considerare di adattare i loro modelli per rappresentare l'idrologia alla base delle calotte glaciali in modo più accurato.

L'integrazione di nuovi dati nei modelli è un processo graduale, ma Smith spera che le nuove scoperte possano migliorare il modo in cui i modelli climatici prevedono il ritmo del futuro innalzamento del livello del mare dal ghiaccio della Groenlandia di fronte al cambiamento climatico.

"Gli unici strumenti che abbiamo per predire il futuro sono i modelli, " ha detto Smith. "Abbiamo il telerilevamento, e abbiamo campagne sul campo, quindi se possiamo usare entrambi per migliorare la nostra capacità di modellazione, saremo più in grado di adattarci e mitigare l'innalzamento del livello del mare e il cambiamento climatico".

Il lavoro sul campo è uno dei tanti progetti che la NASA ha sostenuto negli ultimi due decenni per interpretare le osservazioni satellitari e studiare la calotta glaciale della Groenlandia utilizzando dati locali sul campo.