Glaciologia

La vulnerabilità del ghiaccio della Groenlandia. Vecchie foto, nuovi studi

Analizzando vecchie fotografie dei primi anni del 1900, e confrontandole con quelle contemporanee, i ricercatori hanno mappato il ritiro di alcuni ghiacciai della Groenlandia.

Le immagini mostrano le modifiche a un ghiacciaio in prossimità della calotta di ghiaccio Sukkertoppen, nel sud-ovest della Groenlandia. Entro l'estate 2013 il ghiacciaio si era ritirato di circa 3 chilometri (meno di due miglia) a partire dall'estate del 1935, secondo il ricercatore Anders Bjørk, del Museo di storia naturale della Danimarca.

Entrambe le foto sono state acquisite in un recente sforzo di Bjork e colleghi di rifotografare i siti dei ghiacciai in rapido mutamento della Groenlandia. Le fotografie storiche studiate dal team di Björk hanno mostrato una notevole rapido ritiro tra il 1900 e il 1930, più rapido che negli ultimi 15 anni. Le informazioni fornite dalle fotografie storiche dovrebbero aiutare i ricercatori a capire quanto velocemente i ghiacciai possono reagire alle variazioni di temperatura. Bjørk ha presentato le foto storiche e le ha analizzate parallelamente ad altri nuovi studi sulla Groenlandia il 15 dicembre 2014, al meeting dell'American Geophysical Union, a San Francisco.

Per anni la NASA ha monitorato cambiamenti nel massiccio Ice Sheet della Groenlandia. Questa settimana gli scienziati, utilizzando i dati NASA, hanno rilasciato un'immagine più dettagliata di come le lastre di ghiaccio si spostano verso il mare, e le nuove intuizioni circa l'impianto idraulico nascosto che scorre sotto la superficie nevosa. I risultati di questi studi sono attesi per migliorare le previsioni future di come lo strato di ghiaccio reagisce ad un riscaldamento climatico.

"Con l'aiuto del satellite NASA e gli strumenti di telerilevamento nell'aria, la calotta glaciale della Groenlandia sta finalmente rivelando i suoi segreti", ha detto Tom Wagner, scienziato per il programma criosfera della NASA a Washington. "Questi studi rappresentano nuovi salti nella nostra conoscenza di come la lastra di ghiaccio sta perdendo ghiaccio". Dalla fine degli anni 1970, la NASA ha monitorato i cambiamenti nella calotta della Groenlandia. Recenti analisi dei dati dal satellite ICESat, e una missione aerea in corso chiamata Operazione IceBridge, ci mostrano come è cambiata l'elevazione della superficie della calotta di ghiaccio. Questa animazione ritrae i cambiamenti che si verificano nella elevazione in superficie della calotta di ghiaccio dal 2003 in tre regioni di scarico: il sud-est, nord-est e le regioni dello Jakobshavn. 

Il geofisico Beata Csatho, dell'Università di Buffal,o ha guidato un team internazionale che ha prodotto il primo studio globale di come la lastra di ghiaccio sta perdendo massa basato sui dati satellitari e i dati degli aerei in quasi 100.000 sedi in tutta la Groenlandia. Lo studio, che è stato pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences, suggerisce che l'attuale modellazione dello strato di ghiaccio è troppo semplicistico per prevedere con precisione il futuro contributo della calotta glaciale della Groenlandia sull'innalzamento del livello del mare.

Il progetto è stato un impegno enorme di studio dei dati satellitari e dei dati dell'ICESat della NASA, che ha misurato l'elevazione della partenza dello strato di ghiaccio nel 2003, e la campagna Operation IceBridge, a partire dal 2009. Ulteriori dati negli anni 1993-2008, raccolti nel Program for Arctic Regional Climate Assessment, sono stati inclusi per estendere la linea temporale dello studio. Le simulazioni al computer attuali della calotta della Groenlandia usano l'attività di quattro ghiacciai ben studiati: Jakobshavn, Helheim, Kangerlussuaq e Petermann. La nuova ricerca mostra che l'attività in questi quattro punti non può essere rappresentativa di quello che sta accadendo con i ghiacciai in tutto lo strato di ghiaccio. "In realtà, i ghiacciai subiscono modelli di diradamento e di ispessimento che le simulazioni del cambiamento climatico attuale non riescono ad affrontare", dice Csatho.

Cambi di pendenza della superficie dell'Ice Sheet su tutta la Groenlandia sono stati mappati in dettaglio dal satellite della NASA (linee di percorso grigio) e l'Operation IceBridge (linee di percorso viola)

Il team di ricerca ha diviso 242 ghiacciai della Groenlandia in 7 grandi gruppi in base al loro comportamento negli anni 2003-09. "Capire questi gruppi aiuterà a fornire un quadro più completo di ciò che sta accadendo", dice Csatho. Studiando le ampie aree della Groenlandia i ricercatori stanno scoprendo che l'acqua può rimanere liquida, nascondendosi in strati di neve appena sotto la superficie, anche attraverso inverni freddi e duri. Le scoperte fatte dalle squadre, tra cui Rick Forster della University of Utah e Lora Koenig del National Snow and Ice Data Center in Boulder, in Colorado, aiuteranno gli scienziati a capire il futuro della calotta glaciale della Groenlandia. Negli studi sarà necessario tenere conto dell'acqua liquida relativamente calda mantenuta nel ghiaccio. Questa scoperta significa anche che il sistema idrologico superficiale può rimanere attivo tutto l'anno. Utilizzando i radar degli aerei dell'Operation IceBridge della NASA che hanno sorvolato la Groenlandia, Koenig e i suoi colleghi sono rimasti sorpresi di vedere questi "laghi sepolti" sono comuni ed estesi ai margini occidentali della calotta della Groenlandia. Il volume di acqua trattenuta nei laghi sepolti è modesto rispetto alla massa totale di acqua da fusione della calotta di ghiaccio ogni anno, ma i laghi possono scaldare il ghiaccio, e accellerare il sistema di fusione in primavera ed estate.

Mentre Koenig studiava i persistenti "laghi sepolti" nella parte occidentale della Groenlandia, Forster stava usando radar simili e misure satellitari per mostrare la vasta ritenzione idrica in una grande falda acquifera concentrata nel sud-est della Groenlandia. Insieme, questi risultati presentano un quadro completo dell'acqua rimasta appena sotto la superficie in tutto l'anno intorno a quasi a tutto il perimetro dello strato di ghiaccio. "Più acqua per tutto l'anno significa che c'è più calore disponibile per riscaldare il ghiaccio," ha spiegato Koenig.

Anche un altro ricercatore che ha partecipato agli studi ha trovato che i livelli in prossimità della superficie possono contenere masse di ghiaccio solido che possono portare a fenomeni alluvionali. Michael MacFerrin, del CIRES , l'Istituto Cooperativo di Ricerca in Scienze Ambientali presso l'Università del Colorado a Boulder, stava studiando la compattazione della neve della calotta di ghiaccio a sud-ovest della Groenlandia, quando il suo trapano colpì qualcosa di completamente inaspettato: densi strati di ghiaccio di più di 15 metri di spessore appena sotto la superficie. 

MacFerrin e i suoi colleghi si chiedevano se gli strati di ghiaccio fossero diventati abbastanza spessi da bloccare il disgelo in superficie. Due mesi più tardi, durante la fusione record del luglio 2012, ottennero una risposta! Le immagini satellitari del Landsat 7 mostrarono laghi senza precedenti, e drenanti verso ovest. Il "meltwater" si riversò nel fiume Watson, contribuendo alla peggiore alluvione a Kangerlussuaq, un piccolo villaggio della Groenlandia di 509 abitanti.

MacFerrin tornò nella Groenlandia l'anno seguente con gli strumenti necessari per rilevare questi strati di ghiaccio su una scala più ampia. Lui e i suoi colleghi utilizzarono un sistema radar a penetrazione del suolo per capire dove altro potevano trovarsi questi laghi. Ora riferiscono che essi coprono oltre 27.000 chilometri quadrati, la dimensione approssimativa del New Jersey, New Hampshire e Vermont insieme. Recenti estati calde da record (2002, 2005, 2007, 2010 e 2012) sembrano aver generato una grande quantità di acqua da fusione.

"Nel prossimo secolo, se la Groenlandia continuerà nella fusione, potrebbe aumentare il livello globale del mare da uno a tre piedi. Stiamo scoprendo che l'acqua da fusione interagisce con lo strato di ghiaccio in maniera inaspettata. La comprensione di questi meccanismi è fondamentale per prevedere come il ghiaccio della Groenlandia risponde ad un clima sempre più caldo ora e e forse in futuro."

Ali Dorate

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