Le foto a) eb) mostrano l'attrezzatura di osservazione utilizzata in questo studio. Sono stati presi rispettivamente dal ghiaccio e sott'acqua. La foto c) mostra la disposizione delle stazioni di osservazione, ripresa da un elicottero con lo sguardo rivolto verso il basso. Qui, le aree bianche, azzurre e blu scuro sono rispettivamente ghiaccio marino (o neve), stagni di scioglimento e piombo (aree di superficie del mare esposta). Il rompighiaccio Polarstern è ormeggiato nella parte inferiore della foto e una serie di stazioni di osservazione si trovano sulla calotta glaciale al centro della foto. Credito:Istituto Alfred Wegener, Germania
I livelli di ghiaccio marino nell'Oceano Artico stanno rapidamente diminuendo, grazie al riscaldamento globale. Ora, per comprendere e prevedere la crescita e il decadimento del ghiaccio, ricercatori dal Giappone e dai paesi che collaborano hanno condotto un'indagine nell'Oceano Artico per studiare l'influenza del calore oceanico sul ghiaccio marino nello strato limite ghiaccio-oceano. Le loro scoperte forniscono informazioni sui meccanismi del declino del ghiaccio marino artico per fare previsioni accurate in futuro per quanto riguarda il clima globale.
Il ghiaccio marino (un termine per ghiaccio che non è attaccato alla costa) nell'Oceano Artico è attualmente ai minimi storici, a causa del riscaldamento globale. Gli scienziati hanno precedentemente tentato di studiare il ghiaccio in questa regione; tuttavia, a causa del suo continuo spostamento dovuto ai forti venti di superficie e alle correnti oceaniche, è difficile da monitorare continuamente.
La crescita e il decadimento del ghiaccio marino possono essere influenzati dall'interazione del ghiaccio alla deriva e dello strato oceanico vicino alla superficie, dove il calore turbolento e le fluttuazioni del sale governano la formazione del ghiaccio. La turbolenza allo strato limite ghiaccio-oceano (IOBL), che è la zona di transizione tra il ghiaccio marino e l'acqua di mare, è anche modellata dall'intrusione di acqua dolce dallo scioglimento del ghiaccio marino e dall'esclusione fisica della salamoia durante la formazione del ghiaccio. Sebbene siano state condotte alcune ricerche sui meccanismi di formazione del ghiaccio marino, l'effetto combinato delle forze meccaniche e del galleggiamento su questo processo rimane poco compreso.
Ora, un team congiunto di ricercatori dell'Università di Tokyo, dell'Università di Hokkaido e dell'Istituto nazionale di ricerca polare hanno utilizzato i dati raccolti durante la spedizione osservativa internazionale MOSAiC a bordo della nave, per esaminare l'IOBL artico mentre passava dallo scioglimento al ricongelamento in tempo reale. Il team era guidato dal Dr. Yusuke Kawaguchi dell'Atmospheric and Ocean Research Institute dell'Università di Tokyo e comprendeva il Dr. Daiki Nomura dell'Università di Hokkaido e il Dr. Jun Inoue del National Institute of Polar Research.
"A causa dei complessi modelli di trasferimento di calore ed energia, la fisica degli oceani freddi è complicata. Il nostro obiettivo era quantificare la crescita termodinamica e il decadimento del ghiaccio marino incorporando gli effetti dello scambio di calore e sale con l'acqua vicino alla superficie forze turbolente", afferma il dottor Kawaguchi. I risultati del team sono stati pubblicati nel Journal of Geophysical Research-Oceans . Questo documento è stato reso disponibile online il 20 luglio 2022 ed è stato pubblicato nel volume 127 numero 8 della rivista il 19 agosto 2022.
Il team ha combinato vari set di dati, comprese le osservazioni delle proprietà dell'aria, del ghiaccio marino e dell'oceano dalla banchisa. Questi sono stati raccolti durante la parte finale dello studio MOSAiC, un progetto internazionale intrapreso per studiare le caratteristiche del clima, dell'oceano e del ghiaccio marino dell'Oceano Artico.
Dalla loro indagine, il team ha concluso che l'attuale ghiaccio marino artico era più incline allo scioglimento in estate e al congelamento in autunno e all'inizio dell'inverno rispetto a prima. Quando è stato indagato sui risultati principali, il dottor Kawaguchi, l'autore principale, parla delle caratteristiche dell'acqua di mare e del ghiaccio marino che guidano questo affascinante fenomeno. "La nostra prima scoperta è stata che in estate i forti venti causano la miscelazione dell'acqua nel punto in cui il ghiaccio e l'oceano si incontrano. Siamo stati in grado di dimostrare che un maggiore trasferimento di calore si verifica proprio sotto il ghiaccio marino", spiega.
La loro seconda scoperta riguarda il calo della salinità dell'acqua di mare mentre si mescola con l'acqua di disgelo del ghiaccio marino. "Quando l'acqua di scioglimento si accumula sotto il ghiaccio marino, la salinità dell'acqua di mare diminuisce e quindi la temperatura di congelamento aumenta. Ciò interrompe lo scioglimento del ghiaccio marino in un momento precedente perché l'acqua diventa più facile da congelare", afferma il dott. Kawaguchi.
Il team è entusiasta delle implicazioni che le loro scoperte hanno sul campo dell'oceanografia polare, in particolare nel contesto del cambiamento climatico. Il team sta attualmente sviluppando un dispositivo che misura simultaneamente il movimento del ghiaccio marino e la salinità presso l'IOBL, con la speranza che acquisirà più dati per dipingere un quadro più chiaro delle fluttuazioni del ghiaccio marino artico.
"L'estensione del ghiaccio marino artico può influenzare il clima regionale in luoghi lontani, come il Giappone, attraverso perturbazioni atmosferiche. Crediamo che lo studio del ghiaccio marino ci consentirà di prevedere meglio i futuri cambiamenti del clima terrestre", afferma il dott. Kawaguchi. + Esplora ulteriormente
