I ghiacciai hanno da tempo catturato sia la nostra immaginazione che la curiosità scientifica. Oltre al loro ruolo fondamentale nel modellare i paesaggi della Terra, i ghiacciai hanno anche lasciato un segno indelebile nella cultura popolare. Dalle grandiose avventure cinematografiche come "The Day After Tomorrow", in cui l'umanità è alle prese con un mondo in preda al ghiaccio, allo spettacolo agghiacciante dei ghiacciai che si staccano in documentari come "Chasing Ice", questi giganti congelati hanno affascinato e ispirato.
Ma cos'è un ghiacciaio ? E come si forma? Mentre rispondiamo a queste domande, diamo anche un'occhiata ai rapporti secondo cui i ghiacciai del mondo si stanno riducendo per scoprire cosa significa per il nostro futuro.
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I ghiacciai sono i più grandi oggetti in movimento sulla Terra. Sono enormi fiumi di ghiaccio che si formano in aree dove ogni inverno cade più neve di quanta ne si scioglie ogni estate.
Le loro dimensioni sono davvero gigantesche:i ghiacciai dell’Antartide sono così pesanti da cambiare la forma del pianeta. E, cosa forse più importante, 3/4 della fornitura totale di acqua dolce mondiale è congelata nei ghiacciai [fonte:USCG].
Alcuni ghiacciai si formano sopra vulcani dormienti:quando alla fine erutteranno, il magma caldo esploderà attraverso il ghiaccio solido e torrenti di acqua di fusione ruggiranno lungo i fianchi delle montagne. Ci sono buone probabilità che il paesaggio in cui vivi oggi sia stato modellato dai ghiacciai migliaia di anni fa, durante le cosiddette ere glaciali, quando questi fiumi di ghiaccio coprivano un'area tre volte maggiore di quella attuale.
La forza inesorabile dei ghiacciai scava laghi, frantuma montagne, sparpaglia strane formazioni rocciose attraverso la campagna e riduce la roccia solida in polvere sottile. Le acque di fusione glaciale hanno creato le inondazioni più spettacolari nella storia del nostro pianeta. Alcuni ghiacciai sbarrano i fiumi, creando laghi dietro di loro.
Oggi gli scienziati considerano i ghiacciai come un metro di misura del riscaldamento globale. I ghiacciai in ritirata forniscono una chiara prova visiva del riscaldamento della Terra. Il diffuso scioglimento dei ghiacci causerebbe un catastrofico innalzamento del livello del mare che altererebbe radicalmente il pianeta e causerebbe il caos sulla civiltà umana.
Esistono due tipi di luoghi sulla Terra in cui si formano i ghiacciai:nelle regioni polari, dove fa sempre molto freddo, e ad altitudini elevate, come le grandi catene montuose.
Un ghiacciaio è fondamentalmente un accumulo di neve che dura più di un anno. Nel primo anno questo cumulo di neve si chiama névé. Quando la neve rimane per più di un inverno, si chiama firn.
Man mano che nel corso degli anni si accumula sempre più neve, il peso della neve sulla parte superiore inizia a comprimere la neve sul fondo e la trasforma in ghiaccio. È come prendere una manciata di neve soffice e schiacciarla fino a formare una palla di neve dura, solo su larga scala.
La compressione del ghiacciaio continua per decine, centinaia o addirittura migliaia di anni, aggiungendo sempre più strati sopra e aggiungendo ancora più peso. Alla fine il ghiaccio viene compresso così tanto che la maggior parte dell'aria viene espulsa. Questo è ciò che fa apparire blu il ghiaccio glaciale.
Alla fine, il ghiacciaio diventa così pesante che inizia a muoversi. Esistono due forme di movimento glaciale e la maggior parte è una miscela di entrambi:
Quando un ghiacciaio si muove, non è come un solido blocco di ghiaccio che precipita giù da una collina. Un ghiacciaio è un fiume di ghiaccio. Scorre. Questo perché gli strati di ghiaccio altamente compressi sono molto flessibili (gli scienziati usano il termine "plastica") sotto forte pressione.
Gli strati superiori, che non sono sottoposti a tanta pressione, sono più fragili. Ecco perché è così pericoloso camminare su un ghiacciaio:gli strati superiori si fratturano e formano enormi crepacci che a volte vengono coperti dalla neve fresca.
Gli scienziati misurano il movimento delle diverse parti di un ghiacciaio l'una rispetto all'altra inserendo dei pali nel ghiacciaio. Nel corso di un anno, le posizioni dei poli l'uno rispetto all'altro cambiano, a volte di centinaia di piedi. Lo stesso effetto si verifica verticalmente, poiché diversi strati di ghiaccio si muovono a velocità diverse. I bordi esterni di un ghiacciaio tendono a muoversi più velocemente.
Stare su un ghiacciaio sembra che faccia piuttosto freddo. Non è il tipo di posto in cui vorresti stare nudo. Eppure, questo è esattamente ciò che hanno fatto 600 persone sul ghiacciaio dell'Aletsch in Svizzera.
Il 18 agosto 2007, l'artista Spencer Tunick, famoso per le sue fotografie di grandi folle di persone nude in luoghi all'aperto, ha scattato fotografie dei volontari in piedi completamente nudi sul ghiacciaio stesso.
Il pezzo è stato commissionato dal gruppo ambientalista Greenpeace per attirare l’attenzione sul riscaldamento globale. Il ghiacciaio dell'Aletsch si è ritirato di 122 metri nel 2006. E la situazione potrebbe peggiorare notevolmente nei prossimi decenni. Se l'attuale tasso di scioglimento persiste, la superficie del ghiacciaio dell'Aletsch potrebbe potenzialmente ridursi dai 118 chilometri quadrati (45 miglia quadrate) del 2010 a soli 35 chilometri quadrati (13,5 miglia quadrate) entro la fine di questo secolo.
Ciò si tradurrebbe in un volume di ghiaccio di circa 1,7 chilometri cubi (0,4 miglia cubi), che rappresenta meno del 10% del volume attuale.
I ghiacciai hanno due sezioni principali:la zona di accumulo e la zona di ablazione. L'area di accumulo è dove le temperature sono fredde e la neve si accumula, aggiungendo massa al ghiacciaio. L’area di ablazione è dove le temperature sono più calde, quindi parte del ghiacciaio si scioglie. L'area di ablazione potrebbe anche essere il punto in cui il ghiacciaio incontra l'oceano.
Quando il ghiacciaio si estende sull'acqua, il ghiaccio galleggia, creando una piattaforma di ghiaccio. Le forze delle maree flettono la piattaforma di ghiaccio su e giù finché non cede. Quando enormi pezzi di ghiaccio cadono da un ghiacciaio nell'oceano, si parla di distacco. I pezzi di ghiaccio galleggianti risultanti sono noti come iceberg.
Il confine tra le aree di ablazione e di accumulo si sposta stagionalmente. In primavera e in estate si verifica una maggiore fusione (ablazione), quindi l'area di ablazione è più ampia. In inverno la superficie di accumulo aumenta.
L'equilibrio medio tra le aree determina la stabilità del ghiacciaio. Un ghiacciaio con un'area media di accumulo molto più ampia è in crescita, mentre uno con un'area di ablazione più ampia è un ghiacciaio che si sta restringendo e alla fine potrebbe scomparire.
Quando le due aree sono più o meno uguali, è considerato un ghiacciaio stabile. Il cambiamento climatico può influenzare la stabilità dei ghiacciai a lungo termine. Le tendenze recenti suggeriscono che molti ghiacciai del mondo si stanno riducendo a ritmi allarmanti:secondo un recente studio [fonte:PBS], 2/3 dei ghiacciai del mondo potrebbero scomparire entro il 2100.
La parte anteriore di un ghiacciaio è conosciuta come terminale. Se si tratta di un ghiacciaio stabile, il capolinea sarà sempre nello stesso posto. Il ghiacciaio è ancora in movimento, ma ogni anno una quantità uguale di ghiaccio viene aggiunta e sciolta dal ghiacciaio.
Oltre ai crepacci, le forze termiche e dinamiche che agiscono su un ghiacciaio creano molte altre caratteristiche interessanti.
Esistono due tipi principali di ghiacciai:i ghiacciai alpini e le calotte glaciali. Esistono solo poche vere calotte glaciali, ma sono incredibilmente enormi. Uno copre l'Antartide e la calotta glaciale della Groenlandia copre, beh, la Groenlandia... e una vasta area dell'Oceano Artico [fonte:National Geographic].
Le calotte glaciali si muovono principalmente per diffusione e potrebbero in realtà essere costituite da diversi ghiacciai più piccoli che formano un conglomerato.
I ghiacciai alpini si formano ad altitudini elevate (non solo sulle Alpi) e "scorrono" giù dalla montagna, solitamente attraverso una valle glaciale. Il loro movimento è causato dallo slittamento basale.
I ghiacciai sono così pesanti che cambiano radicalmente la forma del terreno su cui poggiano e su cui si muovono. In effetti, uno degli effetti più grandi di qualsiasi ghiacciaio del pianeta non richiede alcun movimento, solo il peso.
La calotta glaciale antartica è così pesante da comprimere la Terra al polo sud. Di conseguenza, la Terra ha una forma leggermente a pera, con il polo sud più piatto rispetto al polo nord.
Tutti i ghiacciai hanno un effetto simile sul territorio su cui poggiano. Premono sulla crosta, costringendo parte del liquido presente nel mantello terrestre a fuoriuscire. Questa è nota come depressione isostatica.
Se il ghiacciaio si ritira in seguito, il mantello riempirà gradualmente lo spazio e spingerà la crosta nella sua posizione originale. Questo è noto come rimbalzo isostatico. La ripresa può richiedere migliaia di anni. Alcune parti della regione dei Grandi Laghi nel Nord America si stanno ancora riprendendo dall'ultima era glaciale.
I ghiacciai alpini si muovono attraverso le valli, scavando la roccia mentre procedono. Il risultato è una valle a forma di U con un fondovalle piatto, invece della solita forma a V affilata. La maggior parte dei ghiacciai ha anche la tendenza ad espandere alcune caratteristiche geologiche quando vi passano sopra; allargano le valli e approfondiscono i laghi.
Nello Stato di New York, ad esempio, i ghiacciai hanno trasformato una serie di piccoli fiumi in laghi. I Finger Lakes di New York sono 11 laghi stretti e profondi, tutti orientati con il loro asse lungo in direzione nord/sud. I ghiacciai hanno scavato i letti dei torrenti durante l'ultima glaciazione [fonte:NASA].
Quando un ghiacciaio si muove, raccoglie rocce, alcune delle quali molto grandi. I ripetuti cicli di fusione/congelamento che si verificano all'interno e al di sotto di un ghiacciaio li staccano da terra. Le rocce sul fondo vengono macinate insieme mentre vengono trasportate. Il peso del ghiacciaio rompe le rocce sepolte in profondità nel ghiaccio.
I ghiacciai sono così bravi a frantumare le rocce da ridurle in una polvere fine conosciuta come farina di roccia. Prove di farina di roccia possono essere viste nell'acqua di fusione lattiginosa e grigiastra che fuoriesce da alcuni ghiacciai.
Non tutte le rocce vengono frantumate. Alcuni sono troppo grandi o restano sul perimetro del ghiacciaio. Quando un ghiacciaio si ritira (sciogliendosi), lascia le rocce che si portava dietro. Se mai vedi un campo o un fianco di una collina cosparso di massi che sembrano come se qualcuno li avesse appena lanciati lì, probabilmente il colpevole era un ghiacciaio.
Scopriamo cos'altro può fare un ghiacciaio al territorio, dalle forme di pecore alle più grandi inondazioni sulla Terra.
I ghiacciai non attraversano la terra silenziosamente. Ecco alcuni altri segni geologici che indicano che un ghiacciaio si è fermato:
Mentre il ghiacciaio trasporta le rocce, queste raschiano contro il substrato roccioso sottostante. Ciò provoca lunghi solchi nella roccia. Se la roccia trasportata "salta" lungo il substrato roccioso, i solchi intermittenti vengono chiamati segni di vibrazione.
Immaginate un ghiacciaio come un aratro che si muove attraverso un terreno sciolto. Il terreno si accumula ai lati dell'aratro e davanti ad esso. Quando si rimuove l'aratro, rimangono piccole creste di terreno. Le morene sono queste creste costituite da detriti rocciosi trasportati dal ghiacciaio.
Le morene laterali si formano dai detriti che cadono dai lati del ghiacciaio. Le morene terminali si formano all'estremità del ghiacciaio e possono essere utilizzate per determinare l'estensione più lontana del ghiacciaio nel passato.
Il movimento dei ghiacciai può creare queste formazioni rocciose e colline asimmetriche. Il ghiacciaio consuma gradualmente le rocce, formando un lato liscio e inclinato, ma allontana le rocce dall'altro lato mentre passa, formando un pendio più ripido e frastagliato.
Queste formazioni possono essere utilizzate per determinare la direzione del movimento dei ghiacciai. Un tempo la gente pensava che assomigliassero al dorso delle pecore, così li chiamavano "roche moutonnée ," che in francese significa "pecora indietro".
I Drumlin hanno la forma di un dorso di pecora, tranne che sono più grandi e sono rivolti nella direzione opposta. I geologi non sono del tutto sicuri di come si formino. Potrebbero essere simili alle increspature che si trovano nella sabbia della spiaggia quando l'acqua vi scorre sopra. Nessuno è sicuro se si formino per azione del ghiacciaio stesso o per un'inondazione che si verifica mentre il ghiacciaio si scioglie.
Sono presenti anche i corni e gli spigoli, che sono formazioni di roccia molto ripide. Si formano quando più ghiacciai si uniscono, scavando la roccia in aree diverse e lasciando dietro di sé guglie di roccia o creste ripide. A volte il peso di un ghiacciaio fa crollare una parte del substrato roccioso sottostante, formando un bacino noto come circo. Se il ghiacciaio si sciogliesse, il circo potrebbe diventare un lago.
La maggior parte degli effetti geologici della glaciazione si verificano nel corso di migliaia di anni, ma non tutti. Un Jökulhlaup è un'inondazione improvvisa e devastante che si verifica quando un lago glaciale viene improvvisamente rilasciato. Il termine deriva dall'Islanda, un luogo ricco sia di vulcani che di ghiacciai, e originariamente si riferiva a un improvviso rilascio di acqua a seguito di un'eruzione vulcanica.
L'acqua di disgelo si accumula dietro alcune porzioni di ghiacciai, a volte riempiendosi per creare laghi. Oppure, il ghiacciaio potrebbe avanzare attraverso un fiume, creando una diga sul fiume e creando in questo modo un lago. Quando un vulcano erutta sotto un ghiacciaio, potrebbe distruggere una diga di ghiaccio o rilasciare enormi volumi di acqua di fusione grazie al solo calore.
Altre dighe di ghiaccio vengono distrutte dall'erosione o perché il lago dietro di esse diventa così alto che la diga galleggia. I geologi usano Jökulhlaup per descrivere tutte queste catastrofiche inondazioni glaciali, non solo quelle vulcaniche.
Vicino ai confini degli stati di Washington, Idaho e Oregon si trova il lago glaciale Missoula. I geologi hanno stabilito che durante le passate ere glaciali, le dighe di ghiaccio creavano un lago contenente oltre 500 miglia cubiche (2.084 km) di acqua [fonte:USGS]. Si tratta di circa la metà del volume del Lago Michigan [fonte:IN.gov].
Alla fine la diga di ghiaccio galleggiò e si spezzò, rilasciando tutta l'acqua in una volta. Il diluvio risultante fu probabilmente una delle inondazioni più massicce nella storia della Terra. È successo più volte, quando il ghiacciaio si è insinuato attraverso il fiume e ha formato una nuova diga, per poi rompersi una volta che il livello dell'acqua dietro di essa è diventato sufficientemente alto.
Il clima della Terra non è statico. Ha vissuto periodi di caldo e periodi di freddo estremo che risalgono a centinaia di milioni di anni fa.
In effetti, gli scienziati ritengono che più di 500 milioni di anni fa la Terra abbia attraversato diversi periodi in cui l’intero pianeta era completamente ricoperto di ghiaccio. Si riferiscono a questo come "Terra palla di neve" [fonte:Astronomia]. Alla fine, i vulcani che emettono anidride carbonica nell'atmosfera hanno permesso al pianeta di riscaldarsi.
L'uso popolare ha reso il termine "era glaciale" un po' confusa. Nell'uso strettamente scientifico, si riferisce a un lungo periodo (decine di milioni di anni) in cui la Terra diventa abbastanza fredda da consentire l'esistenza di calotte glaciali permanenti. Si ritiene che la Terra di solito abbia pochissimo ghiaccio permanente.
Probabilmente stai pensando:"Beh, hai appena parlato delle calotte glaciali della Groenlandia. Significa che stiamo vivendo in un'era glaciale?" La risposta è si. Siamo in un periodo di raffreddamento iniziato più di 30 milioni di anni fa [fonte:NOVA].
All’interno di ogni lunga era glaciale ci sono periodi di relativo calore, in cui i ghiacciai si ritirano, e periodi in cui diventa più freddo e i ghiacciai avanzano. Questi periodi sono conosciuti rispettivamente come interglaciale e glaciale. Attualmente siamo in un periodo interglaciale. Quando la maggior parte delle persone si riferisce all'"era glaciale", si riferisce all'ultimo periodo glaciale.
Nessuno è completamente sicuro di cosa causi questi lunghi cambiamenti ciclici nel clima terrestre. Molto probabilmente è una combinazione di molti fattori:
Quest’ultimo motivo è il più importante. Ricordi prima quando abbiamo menzionato che i vulcani riscaldavano la "Terra palla di neve" riempiendo l'atmosfera di anidride carbonica? Si scopre che questa è la chiave per comprendere i nostri attuali problemi con il riscaldamento globale.
Tutte le ere glaciali e i periodi di riscaldamento precedenti furono causati da eventi naturali e impiegarono migliaia o milioni di anni per verificarsi. Sin dalla rivoluzione industriale, siamo stati noi stessi a immettere anidride carbonica nell'atmosfera. Il risultato sembra essere un aumento della temperatura della Terra che sta avvenendo molto più rapidamente di quanto farebbero i soli processi naturali.
Cosa significa questo per i ghiacciai del mondo? Ci sono molte prove che dimostrano che si stanno riducendo. Studi basati sui dati raccolti dai satelliti Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) dal 2002 al 2017, e successivamente proseguiti da GRACE Follow-On dal 2018, rivelano che l’Antartide ha perso circa 150 gigatonnellate di ghiaccio all’anno tra il 2002 e il 2020. la perdita ha contribuito a un aumento annuale del livello del mare di 0,4 millimetri (0,02 pollici) durante lo stesso periodo su scala globale [fonte:NASA].
Le calotte glaciali nell'Artico canadese si sono ridotte del 50% nell'ultimo secolo e potrebbero scomparire completamente entro decenni [fonte:ScienceDaily]. Ampie prove fotografiche mostrano il ritiro dei ghiacciai in tutto il mondo [fonte:Nichols College]. Un ghiacciaio in Perù ha perso il 22% della sua superficie in meno di 40 anni [fonte:New Scientist].
La perdita dei ghiacciai non si limiterà ad aumentare il livello del mare fino a livelli potenzialmente catastrofici per molte città costiere. Inoltre accelererà ulteriormente il riscaldamento globale.
Grandi calotte glaciali riflettono l'energia solare lontano dalla Terra. Più ghiaccio perdiamo, più energia solare assorbirà la Terra. Inoltre, i ghiacciai rappresentano per molte regioni una “banca” d'acqua dolce. L’acqua di fusione glaciale è vitale per l’esistenza umana. La perdita di questi ghiacciai causerà gravi siccità.
Questo articolo è stato aggiornato insieme alla tecnologia AI, quindi verificato e modificato da un editor di HowStuffWorks.
