Più di 5 metri di potenziale innalzamento globale del livello del mare sono racchiusi all’interno della calotta glaciale dell’Antartide occidentale, quindi capire se le regioni della calotta glaciale che appaiono “stabili” oggi potrebbero sciogliersi in futuro è fondamentale per prevedere quanto e quanto velocemente il nostro i mari si alzeranno in tutto il mondo.

Una di queste regioni attualmente stabile è la Siple Coast dell’Antartide occidentale, dove fiumi di ghiaccio scorrono sul continente e sfociano nel Mare di Ross. Questo flusso di ghiaccio è rallentato dalla Ross Ice Shelf, una massa galleggiante di ghiaccio grande quasi quanto la Spagna, che funge da contrafforte ai ghiacciai della calotta glaciale. Rispetto ad altre piattaforme di ghiaccio nell'Antartide occidentale, la piattaforma di ghiaccio di Ross si scioglie molto poco alla base a causa delle acque oceaniche molto fredde che attraversano la porta oceanica sottostante.

Ma questa regione della calotta glaciale non è sempre stata stabile. La datazione al radiocarbonio dei sedimenti sotto la calotta glaciale mostra che questa si ritirò (si sciolse) di centinaia di chilometri circa 7.000 anni fa, per poi riavanzare (crescere) fino alla posizione attuale negli ultimi 2.000 anni.

Un nuovo studio di GNS Science Te Pū Ao, Te Herenga Waka—Victoria University di Wellington e un team internazionale che comprende il Jet Propulsion Laboratory della NASA, pubblicato su Nature Communications , hanno utilizzato simulazioni di modelli computerizzati per spiegare questo ritiro e avanzamento della calotta glaciale. Queste simulazioni hanno esaminato il modo in cui i cambiamenti nell'oceano e nella crosta terrestre hanno influenzato la calotta glaciale.

"Quando progettiamo la futura risposta della calotta glaciale, dobbiamo affrontare molte incertezze su quali processi guidano il comportamento della calotta glaciale. Il nostro studio ha cercato di svelare cosa è successo in passato alla calotta glaciale dell'Antartide occidentale in questa regione, al fine di prevedere meglio cosa accadrà in futuro", afferma l'autore principale, Dan Lowry, esperto di modelli climatici e calotta glaciale di GNS Science.

La mescolanza dell'oceano profondo è il fattore principale del comportamento della calotta glaciale dell'Antartide occidentale

Quando l’acqua superficiale dell’oceano si congela sotto forma di ghiaccio marino, viene rilasciato sale. Ciò crea acqua salata fredda molto densa che può mescolarsi in profondità nell’oceano, comprese le cavità oceaniche come lo spazio sotto la piattaforma di ghiaccio di Ross. Quest’acqua densa funge da barriera tra l’acqua più calda dell’oceano e la piattaforma di ghiaccio, prevenendone lo scioglimento. Ma le carote di ghiaccio dell'Antartide e le registrazioni geologiche mostrano che in passato il mescolamento degli oceani era più debole, il che significa che i tassi di scioglimento potrebbero essere stati più elevati.

Quando una calotta glaciale si riduce di dimensioni, il cambiamento nel carico di ghiaccio fa sì che la crosta terrestre si sollevi lentamente in risposta. La velocità di questo sollevamento della crosta dipende dalla viscosità – o “viscosità” – del mantello, lo strato della Terra sotto la crosta. Il sollevamento della crosta terrestre dovuto al ritiro della calotta glaciale migliaia di anni fa potrebbe aver rifondato il ghiaccio galleggiante, consentendo alla calotta glaciale di stabilizzarsi e quindi di avanzare nuovamente.

Confrontando le registrazioni geologiche con le simulazioni del flusso della calotta glaciale in diversi scenari di "viscosità" del mantello e velocità di mescolamento dell'oceano, lo studio ha scoperto che il ritiro e l'avanzamento della calotta glaciale erano meglio spiegati dai cambiamenti della temperatura dell'oceano, ma che il il tasso di risposta crostale influisce anche sulla sensibilità della calotta glaciale all’oceano. La calotta glaciale, l'oceano e la terra solida interagiscono e si influenzano a vicenda.

La mitigazione è ancora importante

Recenti ricerche hanno scoperto che in un'altra parte dell'Antartide occidentale, l'Amundsen Sea Embayment, le cavità oceaniche sotto le piattaforme di ghiaccio sono già calde, lo scioglimento è in corso, con un ulteriore scioglimento "inevitabile" anche se le emissioni fossero mitigate a livello globale.

Tuttavia, Lowry afferma che questo nuovo studio dimostra che è ancora possibile impedire il ritiro della calotta glaciale dell'Antartide occidentale nella regione della costa di Siple.

“I nostri modelli ci hanno aiutato a capire cosa ha causato i cambiamenti nel passato; sappiamo che mitigando le emissioni di gas serra per raggiungere l’obiettivo dell’Accordo di Parigi, è possibile limitare il riscaldamento degli oceani a livelli che non causeranno il collasso della calotta glaciale. Questa regione è vulnerabile, ma non siamo ancora arrivati ​​a quel punto."

I modelli climatici globali eseguiti in scenari ad alte emissioni mostrano una minore formazione di ghiaccio marino e un minore mescolamento degli oceani profondi. Ciò potrebbe portare allo stesso passaggio da freddo a caldo dell'oceano e al ritiro esteso dello strato di ghiaccio osservato migliaia di anni fa.

Lowry afferma che il modello ha incorporato una gamma più ampia di processi rispetto ai modelli precedenti, ad esempio i cambiamenti del livello del mare che si verificano vicino alla calotta glaciale mentre si scioglie, a causa dell'attrazione gravitazionale della calotta glaciale.

"Siamo andati più complessi, abbiamo testato queste ipotesi in modo più robusto di quanto sia mai stato fatto prima. Questo è un argomento che la comunità scientifica sta cercando di capire da diversi anni; ottenere questi risultati è come scoprire che manca pezzo del puzzle su ciò che fa funzionare le calotte glaciali."