L’Antartide si sta sciogliendo?
Di Erik ConwayStorico, NASA/Jet Propulsion Laboratory
Si è parlato molto ultimamente dell’Antartide e del fatto che la gigantesca calotta di ghiaccio del continente si stia sciogliendo o meno. Un nuovo documento1, che afferma che recentemente c’è stato meno scioglimento della superficie rispetto agli anni passati, è stato citato come “prova” che non c’è riscaldamento globale. Un’altra prova che la quantità di ghiaccio marino intorno all’Antartide sembra essere in leggero aumento2-4 viene usata allo stesso modo. Ma entrambi questi dati sono fuorvianti. I dati sulla gravità raccolti dallo spazio con il satellite Grace della NASA mostrano che l’Antartide sta perdendo più di cento chilometri cubici (24 miglia cubiche) di ghiaccio ogni anno dal 2002. Gli ultimi dati rivelano che l’Antartide sta perdendo ghiaccio ad un ritmo sempre più rapido. Come è possibile che lo scioglimento della superficie diminuisca, ma che il continente perda comunque massa? La risposta si riduce al fatto che il ghiaccio può scorrere senza sciogliersi.
Due terzi dell’Antartide sono un alto e freddo deserto. Conosciuta come Antartide orientale, questa sezione ha un’altitudine media di circa 2 chilometri, più alta del Colorado Plateau americano. Sotto tutto questo ghiaccio c’è un continente grande quanto l’Australia; lo strato di ghiaccio che si trova sopra ha uno spessore medio di poco più di 2 chilometri. Se tutto questo ghiaccio si sciogliesse, il livello globale del mare aumenterebbe di circa 60 metri (197 piedi). Ma poco, se non nulla, il riscaldamento della superficie si sta verificando sull’Antartide orientale. I dati satellitari basati su radar e laser mostrano una piccola perdita di massa ai bordi dell’Antartide orientale, che viene parzialmente compensata dall’accumulo di neve all’interno, anche se un risultato molto recente del Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) del NASA/German Aerospace Center suggerisce che dal 2006 c’è stata più perdita di ghiaccio dall’Antartide orientale di quanto si pensasse in precedenza5. Nel complesso, non sta succedendo molto nell’Antartide orientale – ancora.
Una Hawaii congelata
L’Antartide occidentale è molto diversa. Invece di un singolo continente, è una serie di isole coperte dal ghiaccio – pensala come una Hawaii congelata, con i pinguini. Poiché si tratta di un gruppo di isole, gran parte del West Antarctic Ice Sheet (WAIS, in gergo) si trova sul fondo dell’Oceano Meridionale, non sulla terraferma. Alcune parti sono più di 1,7 chilometri sotto il livello del mare. Pine Island è la più grande di queste isole e la più grande corrente di ghiaccio dell’Antartide occidentale si chiama Pine Island Glacier. Il WAIS, se si sciogliesse completamente, alzerebbe il livello del mare di 5-7 metri (16-23 piedi). E il ghiacciaio Pine Island contribuirebbe a circa il 10 per cento di questo.
Dai primi anni ’90, i satelliti europei e canadesi hanno raccolto dati radar dall’Antartide occidentale. Questi dati radar possono rivelare il movimento del ghiaccio e, alla fine degli anni ’90, c’erano abbastanza dati per gli scienziati per misurare il movimento annuale del ghiacciaio Pine Island. Usando le informazioni radar raccolte tra il 1992 e il 1996, l’oceanografo Eric Rignot, con sede al Jet Propulsion Laboratory della NASA, ha scoperto che la “linea di terra” del ghiacciaio Pine Island – la linea tra la sezione galleggiante del ghiacciaio e la parte del ghiacciaio che poggia sul fondo del mare – si era ritirata rapidamente verso la terra. Questo significa che il ghiacciaio stava perdendo massa. Ha attribuito la ritirata al riscaldamento delle acque intorno all’Antartide occidentale6. Ma con solo pochi anni di dati, non poteva dire se il ritiro fosse un’anomalia temporanea e naturale o una tendenza a lungo termine del riscaldamento globale.
Il documento di Rignot ha sorpreso molte persone. Ron Kwok, scienziato del JPL, l’ha visto come la dimostrazione che “la vecchia idea che i ghiacciai si muovono molto lentamente non è più vera”. Un risultato è stato che molte più persone hanno iniziato a usare i dati radar per esaminare molto di più l’Antartide. Un’importante revisione pubblicata nel 2009 ha scoperto che la scoperta del ghiacciaio Pine Island di Rignot non era stata un caso fortuito7: una grande maggioranza dei ghiacciai marini della penisola antartica si stava ritirando, e il loro ritiro stava accelerando. L’estate scorsa, un gruppo britannico ha rivisto la scoperta del ghiacciaio di Pine Island e ha scoperto che il suo tasso di ritiro era quadruplicato tra il 1995 e il 20068.
Come la piattaforma di ghiaccio si sgretolaLa ritirata dei ghiacciai dell’Antartide occidentale viene accelerata dal collasso della piattaforma di ghiaccio. Le piattaforme di ghiaccio sono la parte di un ghiacciaio che si estende oltre la linea di terra verso l’oceano; sono le più vulnerabili al riscaldamento dei mari. Una teoria di lunga data in glaciologia è che queste piattaforme di ghiaccio tendono a rinforzare (sostenere la parete finale dei ghiacciai), con la loro massa che rallenta il movimento del ghiaccio verso il mare. Questo è stato confermato dallo spettacolare crollo della piattaforma Larsen B, grande come Rhode Island, lungo il bordo orientale della penisola antartica nel 2002. La disintegrazione, che è stata ripresa dagli strumenti di imaging Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) della NASA a bordo dei satelliti Terra e Aqua, è stata drammatica: ci sono volute solo tre settimane per sgretolare una piattaforma di ghiaccio vecchia di 12.000 anni. Negli anni successivi, i dati radar satellitari hanno mostrato che alcuni dei flussi di ghiaccio che scorrevano dietro Larsen B avevano accelerato significativamente, mentre altri, ancora sostenuti da piattaforme di ghiaccio più piccole, non lo avevano fatto9. Questo processo dinamico del ghiaccio che scorre verso il mare è ciò che permette all’Antartide di continuare a perdere massa anche se lo scioglimento della superficie diminuisce.
Michael Schodlok, uno scienziato del JPL che modella il modo in cui le piattaforme di ghiaccio e l’oceano interagiscono, dice che lo scioglimento della parte inferiore della piattaforma è un prerequisito per questi collassi. L’assottigliamento della piattaforma di ghiaccio riduce il suo effetto di sostegno sul ghiacciaio dietro di essa, permettendo al flusso del ghiacciaio di accelerare. La piattaforma più sottile ha anche maggiori probabilità di incrinarsi. In estate, i bacini di acqua di fusione sulla superficie possono drenare nelle crepe. Poiché l’acqua liquida è più densa del ghiaccio solido, una quantità sufficiente di acqua di fusione sulla superficie può aprire le crepe più in profondità nel ghiaccio, portando alla disintegrazione della piattaforma. Gli oceani che circondano l’Antartide si sono riscaldati10, quindi Schodlok non dubita che le piattaforme di ghiaccio siano minate dall’acqua più calda che sale dalle profondità. Ma ammette che non è stato provato rigorosamente, perché i satelliti non possono misurare sotto il ghiaccio.
Il glaciologo Robert Bindschadler del Goddard Space Flight Center della NASA intende dimostrare proprio questo. Sta guidando una spedizione che dovrebbe iniziare nel 2011 per perforare il ghiacciaio di Pine Island e posizionare una boa automatizzata nell’acqua sottostante. Secondo Bindschadler, il ghiacciaio di Pine Island “è il posto dove andare perché è lì che i cambiamenti sono più grandi. Se vogliamo capire come l’oceano sta influenzando lo strato di ghiaccio, andiamo dove sta colpendo lo strato di ghiaccio con una mazza, non con un piccolo martello di puntina.”
Nel frattempo, le misure dei satelliti Grace confermano che l’Antartide sta perdendo massa (Figura 1)11. Isabella Velicogna del JPL e dell’Università della California, Irvine, usa i dati Grace per pesare lo strato di ghiaccio antartico dallo spazio. Il suo lavoro mostra che lo strato di ghiaccio non solo sta perdendo massa, ma la sta perdendo ad un ritmo crescente. “Il messaggio importante è che non si tratta di una tendenza lineare. Una tendenza lineare significa che si ha la stessa perdita di massa ogni anno. Il fatto che sia sopra lineare, questa è l’idea importante, che la perdita di ghiaccio sta aumentando con il tempo”, dice. E sottolinea che non sono solo i dati di Grace a mostrare una perdita accelerata; anche i dati radar lo fanno. “Non è solo un tipo di misurazione. Si tratta di una serie di misurazioni indipendenti che danno gli stessi risultati, il che lo rende più robusto.”
1 Marco Tedesco e Andrew J. Monaghan, “An updated Antarctic melt record through 2009 and its linkages to high-latitude and tropical climate variability,” Geophys. Res. Lett. 36, L18502 (2009).
2 http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ IMAGES/ current.anom.south.jpg
3http://www.sciencedaily.com/releases/ 2009/ 04/090421101629.htm
4http://nsidc.org/seaice/characteristics/ difference.html
5 J. L. Chen et al., “Accelerated Antarctic ice loss from satellite gravity measurements,” Nat. Geosci. 2, 859-862 (2009).
6 E.J. Rignot, “Fast Recession of a West Antarctic Glacier, Science 281, 549-551 (1998).
7P.A. Mayewski, et.al., “State of the Antarctic and Southern Ocean Climate System,” Rev. Geophys. 47, 1-38 (2009).
8 D. J. Wingham et.al., “Spatial and Temporal Evolution of Pine Island Glacier thinning, 1995-2006,” Geophys. Res.Lett. 36, L17501 (2009).
9 E. Rignot et.al., “Accelerated ice discharge from the Antarctic Peninsula following the collapse of Larsen B ice shelf,” Geophys. Res. Lett. 31, L18401 (2004).
10R. M. Robertson et al., “Long term temperature trends in the deep waters of the Weddell Sea”, Deep Sea Research 49, 21, 4791-4806 (2002); http://condor.pems.adfa.edu.au/FD-Course/webpage/longterm.pdf.
11Isabella Velicogna, “Increasing rates of ice mass loss from the Greenland and Antarctic ice sheets revealed by GRACE,” Geophys. Res. Lett. 36, L19503 (2009).
12 J. H. Mercer, “West Antarctic ice Sheet and CO2 Greenhouse Effect-Threat of Disaster,” Nature 271 (5643), 321-325 (1978).
13 R. Kwok & D.A. Rothrock, “Decline in Arctic sea ice thickness from submarine and ICESat records: 1958 – 2008,” Geophys. Res. Lett. 36, L15501 (2009).