Tutto sul nostro pianeta:la terra, l'acqua, l'aria, persone—è collegato dalle varie sostanze chimiche, processi fisici e biologici che costituiscono quello che chiamiamo il sistema Terra.

Uno dei componenti chiave di questo enorme sistema è la criosfera, o tutta l'acqua ghiacciata della Terra. Questa importante "sfera" comprende i terreni ghiacciati dell'Alaska, la neve in cima all'Himalaya, così come tutto il ghiaccio nelle regioni polari.

Da nessuna parte il ruolo della criosfera è così evidente come alle alte latitudini, dove le calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartico coprono la maggior parte del territorio, e dove il ghiaccio marino ricopre enormi sezioni delle acque polari. La vastità di quel luminoso, il ghiaccio bianco, oltre alle enormi aree coperte dalla neve invernale oltre le regioni polari, aiuta a controllare il clima globale riflettendo parte della radiazione solare nello spazio.

A causa dell'importanza della criosfera, La NASA è impegnata nello studio approfondito del ghiaccio terrestre. Con la missione satellitare Gravity Recovery and Climate Experiment, recentemente dismessa, e il suo successore, GRACE proseguimento, gli scienziati hanno studiato i cambiamenti nel bilancio di massa della calotta glaciale. Le missioni hanno misurato le variazioni dell'attrazione gravitazionale terrestre in risposta alla massa superficiale e ai cambiamenti dell'acqua.

Da più di un decennio, L'operazione IceBridge ha preso il volo per sorvegliare l'Artico, Antartide e Alaska. Con più di 1, 000 voli completati, scienziati e ingegneri hanno raccolto dati sull'altezza, profondità, spessore, e flusso di ghiaccio marino, ghiacciai e calotte glaciali.

IceBridge si è concluso ufficialmente nel 2021, ma la sua eredità vivrà attraverso le centinaia di terabyte di dati su terra e ghiaccio marino raccolti dal 2009. La missione ha raccolto una serie di dati per colmare il divario di dati tra i due altimetri laser spaziali della NASA costruiti per studiare la criosfera, il ghiaccio, Nube, e satelliti di elevazione terrestre, o ICESat e ICESat-2.

L'anno scorso, gli scienziati che utilizzano ICESat-2 hanno riportato drammatiche perdite di calotta glaciale in Groenlandia e in Antartide. Dotato dei più avanzati altimetri laser mai volati nello spazio, il veicolo spaziale ha permesso agli scienziati di creare mappe di elevazione per misurare la perdita di ghiaccio con dettagli senza precedenti.

Tra il 2003 e il 2019, la calotta glaciale della Groenlandia ha perso una media di 200 gigatonnellate di ghiaccio all'anno, hanno concluso i ricercatori. La calotta glaciale dell'Antartide ha perso una media di 118 gigatonnellate di ghiaccio all'anno. Le perdite di ghiaccio combinate hanno causato l'innalzamento del livello del mare di 0,55 pollici (14 millimetri) in quei 16 anni.

Studiando i cambiamenti osservati tra le missioni ICESat e ICESat-2, gli scienziati hanno anche riportato un sostanziale assottigliamento dei ghiacciai costieri della Groenlandia, un altro aspetto importante della criosfera che gli scienziati della NASA stanno studiando.

Nell'ambito della missione della NASA Oceans Melting Groenlandia, che sorveglia i ghiacciai con aerei e navi, gli scienziati vogliono ottenere una migliore comprensione di come il riscaldamento degli oceani influisca sui ghiacciai costieri. Lo scioglimento dei ghiacciai della Groenlandia contribuisce in modo significativo all'innalzamento del livello del mare che già preoccupa le comunità costiere di tutto il mondo.

Nel 2020, gli scienziati della missione hanno completato un'ampia indagine sui fiordi e sui ghiacciai della Groenlandia, gettando più luce sui modi in cui il riscaldamento dei mari accelera il ritiro dei ghiacciai. La loro ricerca ha dimostrato che il riscaldamento dell'acqua dell'oceano nei fiordi erode la base dei ghiacciai, provocando la rottura del ghiaccio sopra di esso. I ghiacciai più grandi si sciolgono più velocemente a causa di questo processo di sottosquadro, hanno concluso gli scienziati.

Gli scienziati si aspettano che il cambiamento climatico amplificherà il riscaldamento degli oceani e il taglio dei ghiacciai groenlandesi. Ma l'interazione tra l'oceano e altri tipi di ghiaccio polare si estende oltre i ghiacciai.

Per esempio, l'anno scorso gli scienziati della NASA hanno scoperto che il rapido scioglimento del ghiaccio marino ha portato a una corrente oceanica più turbolenta nell'Artico chiamata Beaufort Gyre. Come altre correnti negli oceani del mondo, il Beaufort Gyre svolge un ruolo importante nella regolazione di massicci scambi di acqua in tutto il mondo con diverse temperature e salinità. Attraverso questo processo, nota come circolazione termoalina, le correnti oceaniche interagiscono con i molti altri componenti del sistema Terra per controllare le temperature in tutto il mondo.

Lo studio della NASA, che includeva 12 anni di dati satellitari, ha mostrato che il gyre ha guadagnato un'enorme quantità di acqua dolce fredda dagli anni '90. Poiché una parte di quell'acqua dolce viene lentamente raccolta da un altro sistema di correnti noto come Circolazione Ribaltativa Meridionale Atlantica, gli effetti di vasta portata delle correnti mutevoli potrebbero anche influenzare il clima dell'Europa occidentale e del Nord America.

Anche se le regioni polari contengono la maggior parte del ghiaccio terrestre, manti nevosi e ghiacciai alpini a latitudini più basse sono parti importanti degli ecosistemi di tutto il mondo. Nelle catene montuose come la Sierra Nevada in California, i manti nevosi che rilasciano acqua gradualmente durante i mesi più caldi fungono da fonte primaria di acqua potabile e di irrigazione. Quest'acqua fornisce anche un'importante fonte di energia idroelettrica.

La neve alpina può essere difficile da studiare con i satelliti dallo spazio, poiché il manto nevoso si nasconde spesso sotto la volta della foresta e altri tipi di terreni complessi. Per completare le osservazioni satellitari della neve negli stati degli Stati Uniti occidentali, La campagna SnowEx della NASA rileva i manti nevosi dal 2017. La campagna è uno sforzo per caratterizzare la profondità della neve, densità e altre proprietà dettagliate della neve di cui gli scienziati hanno bisogno per stimare con precisione quanta acqua si scioglierà e scorrerà nei torrenti di montagna, fiumi e bacini idrici.

Al fine di espandere queste misurazioni locali alle osservazioni globali, gli scienziati devono eseguire alcuni calcoli complessi per combinare le osservazioni aeree e terrestri della neve con i dati satellitari. La NASA finanzia gli sforzi che aiutano a determinare i modi migliori per combinare le osservazioni da vari satelliti e studiare la neve a seconda delle condizioni del terreno.

Il cambiamento climatico può anche influenzare la quantità di acqua dolce disponibile dallo scioglimento della neve invernale. Dove il cambiamento climatico provoca meno nevicate, nei mesi più caldi possono seguire siccità. Inoltre, anche i cambiamenti dei ghiacciai alpini e della neve possono portare a pericoli naturali. Poiché il riscaldamento provoca più precipitazioni sotto forma di pioggia anziché neve, l'acqua può travolgere i fiumi e causare inondazioni.

Per studiare la vulnerabilità alle inondazioni, frane e altri tipi di pericoli naturali, L'High Mountain Asia Team della NASA sta completando l'indagine su ghiaccio e neve più completa mai realizzata nella regione in cui catene montuose come l'Himalaya, Il Karakoram e l'Hindu Kush forniscono acqua dolce a milioni di persone. Là, scioglimento glaciale e cambiamenti nei modelli di precipitazione sono diventati più comuni. Poiché i laghi di acqua di disgelo si formano sopra questi ghiacciai, i ghiacciai circostanti possono diventare instabili e alla fine portare allo scoppio del lago, inondazioni e colate detritiche a valle.

Combinando le competenze sulla criosfera con campagne sul campo e un'ampia flotta di satelliti operativi e futuri, La NASA e i suoi partner possono aiutare le comunità di tutto il mondo a prevedere gli effetti dei cambiamenti climatici e a mitigare potenzialmente i rischi naturali e i disastri che sono profondamente collegati alla criosfera del nostro pianeta.