L'Artico si sta sciogliendo più velocemente di quanto pensassimo. Infatti, L'estensione del ghiaccio artico è ai minimi storici. Quando ciò accade, quando un sistema naturale si comporta in modo diverso da quello che gli scienziati si aspettano, è tempo di dare un'altra occhiata a come comprendiamo il sistema. Il matematico dell'Università dello Utah Ken Golden e lo scienziato dell'atmosfera Court Strong studiano i modelli formati dagli stagni di acqua che si scioglie in cima al ghiaccio. Gli stagni sono scuri, mentre il ghiaccio è luminoso, il che significa che più grandi sono gli stagni, più scura è la superficie e più energia solare assorbe.

Così, è più che un po' importante sapere come la riflettività del ghiaccio, chiamato anche albedo , sta cambiando. Questa è una componente chiave per comprendere l'equilibrio tra l'energia solare in entrata e l'energia riflessa dall'Artico. Lavori precedenti hanno mostrato che la presenza o l'assenza di stagni di fusione nei modelli climatici globali può avere un effetto drammatico sulle previsioni a lungo termine del volume del ghiaccio marino artico.

Per modellare la crescita degli stagni di fusione, D'oro, Strong e i loro colleghi hanno ottimizzato un modello fisico di quasi 100 anni fa, chiamato il modello di Ising, questo spiega come un materiale può guadagnare o perdere magnetismo tenendo conto del modo in cui gli atomi interagiscono tra loro e di un campo magnetico applicato. Nel loro modello, hanno sostituito la proprietà dello spin magnetico di un atomo (su o giù) con la proprietà del ghiaccio marino congelato (bianco) o sciolto (blu).

"Il modello cattura il meccanismo essenziale della formazione del modello degli stagni di fusione dell'Artico, " scrivono i ricercatori, e replica importanti caratteristiche della variazione delle dimensioni e della geometria dello stagno. Questo lavoro è il primo a spiegare la fisica di base degli stagni di fusione ea produrre modelli realistici che dimostrano accuratamente come l'acqua di fusione è distribuita sulla superficie del ghiaccio marino. La geometria dei modelli dell'acqua di disgelo determina sia l'albedo del ghiaccio marino che la quantità di luce che penetra nel ghiaccio, che ha un impatto significativo sull'ecologia dell'alto oceano.

Sfortunatamente, un modello come questo non può impedire al ghiaccio di sciogliersi. Ma può aiutarci a fare stime migliori della rapidità con cui il ghiaccio artico o il permafrost stanno scomparendo e modelli climatici migliori ci aiutano a prepararci per il futuro più caldo.