Un team guidato da oceanografi fisici presso la Scripps Institution of Oceanography presso l'Università della California a San Diego, e incluso lo scienziato dell'Università di Bangor, mostra in un nuovo studio come pennacchi di acqua calda scorrono nell'Oceano Artico dall'Oceano Pacifico e accelerano lo scioglimento del ghiaccio marino dal basso.

La ricerca, finanziata principalmente dall'Office of Naval Research, descrive le cosiddette "bombe di calore" subacquee come uno dei tanti meccanismi con cui l'invasione guidata dal riscaldamento globale sta cambiando la natura dell'Oceano Artico più velocemente di quasi qualsiasi altro luogo sulla Terra. Si aggiunge a un numero crescente di prove che suggeriscono che il ghiaccio marino artico, una fonte di stabilità climatica globale, potrebbe scomparire per porzioni più ampie dell'anno.

"Il tasso di accelerazione dello scioglimento del ghiaccio marino nell'Artico è stato difficile da prevedere con precisione, in parte a causa di tutti i complessi feedback locali tra ghiaccio, oceano e atmosfera; questo lavoro mette in mostra il grande ruolo nel riscaldamento che l'acqua dell'oceano svolge come parte di quei feedback, " ha detto Jennifer MacKinnon, un oceanografo fisico a Scripps, capo scienziato della spedizione, e autore principale dell'articolo.

Lo studio appare sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

L'Artico è un oceano insolito

Dott. Yueng-Djern Lenn, lettore in oceanografia fisica presso la School of Ocean Sciences della Bangor University, disse, "È stato un privilegio per noi collaborare con i nostri colleghi statunitensi per raccogliere le misurazioni biogeochimiche effettuate durante questo esperimento sul campo. Questi nutrienti e dati sugli isotopi raccolti da noi sono stati utili per tracciare l'origine del pennacchio, e ci ha anche permesso di esplorare l'impatto della dinamica del pennacchio sull'apporto profondo di nutrienti al fitoplancton effettuato dai mari della piattaforma nel bacino centrale del Beaufort Sea".

L'Artico è un oceano insolito in quanto è stratificato, o stratificato, per salinità anziché per temperatura. La maggior parte degli oceani del mondo è più calda, acqua più leggera vicino alla superficie e più fredda, acqua più densa sotto. Nell'Artico, però, c'è uno strato superficiale freddo ma molto fresco, influenzato dal deflusso del fiume e dall'accelerazione dello scioglimento dei ghiacci. Caldo, acqua relativamente salata entra dall'Oceano Pacifico attraverso lo Stretto di Bering e poi il Barrow Canyon al largo della costa settentrionale dell'Alaska, che funge da ugello mentre l'acqua scorre attraverso lo stretto passaggio.

Poiché quest'acqua è più salata dell'acqua superficiale dell'Artico, è abbastanza denso da "subdurre, "o tuffati sotto, il fresco strato superficiale artico. Il suo movimento crea sacche di acqua molto calda che si annidano sotto le acque superficiali. Gli scienziati hanno visto rafforzarsi queste sacche di acqua calda sotto la superficie nell'ultimo decennio.

Queste tasche note come "bombe di calore" sono abbastanza stabili da poter durare per mesi o anni, vorticoso lontano nord sotto la banchisa principale vicino al polo nord, e destabilizzare quel ghiaccio mentre il calore in essi si diffonde gradualmente ma costantemente verso l'alto per sciogliere il ghiaccio. Fino ad ora, anche se, il processo mediante il quale l'acqua calda subduce non è stato né osservato né compreso. Senza quella comprensione, gli scienziati del clima non sono stati in grado di includere questo importante effetto nei modelli di previsione, alcuni dei quali sottostimano i tassi di scioglimento del ghiaccio marino in accelerazione. Dato che l'afflusso di acqua calda di origine del Pacifico è cresciuto negli ultimi dieci anni circa, questo lavoro si aggiunge a un numero crescente di prove che il ghiaccio marino artico, una fonte di stabilità climatica globale, potrebbe scomparire per gran parte dell'anno.

Il lavoro evidenzia l'importanza della collaborazione tra più istituzioni

In una spedizione del 2018 finanziata dall'Office of Naval Research degli Stati Uniti, gli scienziati per la prima volta hanno colto sul fatto uno di questi drammatici eventi di subduzione. Il gruppo ha utilizzato una combinazione di nuovi strumenti oceanografici sviluppati dal gruppo Multiscale Ocean Dynamics di Scripps, osservazioni satellitari analizzate dai colleghi dell'Università di Miami, profilazione dei dati del galleggiante dalla National Oceanic and Atmospheric Administration, campioni biologici raccolti da colleghi britannici e tedeschi che lavorano in un progetto noto come Changing Arctic Ocean, e l'analisi dettagliata dei dati da parte dei colleghi di diverse altre istituzioni.

"Il successo del gruppo mette in luce le nuove prospettive che possiamo vedere sul mondo naturale quando lo guardiamo in modi nuovi, ", ha detto l'oceanografo di Scripps Matthew Alford.

"Questa visione dettagliata dei complicati processi che regolano il trasporto del calore nell'Artico non sarebbe stata possibile senza più suite di strumenti simultanei, tra cui telerilevamento e bordo personalizzato e profiler autonomi sviluppati presso Scripps, " Egli ha detto.

Gli strumenti del gruppo Scripps Multiscale Ocean Dynamics includono un sensore "Fast CTD" personalizzato che crea profili molto rapidi dalla nave, e un "Wirewalker" autonomo che utilizza la potenza delle onde oceaniche per guidare le misurazioni dei profili. Questi strumenti consentono agli scienziati di ottenere immagini ad alta risoluzione di complessi processi oceanici, e per capire così meglio come funzionano in dettaglio.

Questo lavoro sottolinea anche l'importanza della collaborazione tra più istituzioni, tra diverse agenzie di finanziamento statunitensi, e con partner internazionali; la profondità di intuizione raggiunta qui deriva dalla diversità di strumenti e prospettive che tali collaborazioni portano.

Il lavoro in collaborazione con scienziati nel Regno Unito e in Germania mostra che questa acqua calda sotto la superficie porta anche proprietà biogeochimiche uniche nell'Artico. Si prevede che questo mix di organismi e sostanze chimiche avrà importanti implicazioni per il cambiamento dell'ecosistema artico.