Scienze

Come si formano i buchi giganti nel ghiaccio in Antartide

Uno studio si è avvalso di satelliti, boe robotiche e persino di elefanti marini muniti di sensori per indagare le origini delle polinie, misteriose voragini che talvolta si formano nella banchisa polare.

La distesa di ghiacci che nel periodo invernale ricopre buona parte del Mare di Weddell, la porzione di Oceano Meridionale a ridosso del continente antartico, è talvolta squarciata da buchi grandi come interi stati. Sono le polinie, aree di acqua marina libere dai ghiacci che si formano all'interno della banchisa (una massa di ghiaccio galleggiante).

antartide, le polinie
Il buco nel ghiaccio del settembre 2017, fotografato dai satelliti della NASA. © NASA

Il fenomeno è noto da decenni, ma due polinie in particolari, nel 2016 e nel 2017, hanno attirato l'attenzione degli scienziati, che hanno ora gli strumenti adatti per studiarle. Nell'agosto 2016, i satelliti della NASA individuarono nel Mare di Weddell una polinia di 33 mila km quadrati (poco più estesa del Belgio); nell'autunno 2017 se ne formò una ancora più grande, di 77 mila km quadrati: un quarto della superficie dell'Italia.

I ricercatori dell'Università di Washington hanno seguito questi due eventi da vicino, per capire perché le polinie si formino solo in alcuni anni, e in che modo c'entrino con la circolazione oceanica. In base al loro studio, pubblicato su Nature, affinché si formi una polinia occorre che si verifichino allo stesso tempo diversi fattori combinati, tra cui anomale condizioni oceaniche e venti intensi come quelli degli uragani.

Inviati sul campo. Per le loro osservazioni, gli scienziati si sono affidati a un'ampia gamma di strumenti, inclusi i galleggianti robotici del programma SOCCOM (Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling project), lasciati in balia delle correnti antartiche, nonché alcuni elefanti marini muniti di rilevatori satellitari. Hanno inoltre studiato i dati di un decennio di rilevazioni satellitari, quelli di diverse stazioni di ricerca meteorologica e del programma ARGO, un sistema di monitoraggio oceanico attivo da 13 anni.

antartide, le polinie
Uno degli scienziati ingaggiati per il nuovo studio delle polinie. © Dan Costa/University of California, Santa Cruz

Ricircolo continuo. Due elementi sono risultati cruciali per la formazione del "ghiaccio bucato": la presenza di acque superficiali particolarmente salate, come accaduto nel 2016, e di forti venti invernali che soffino vicino alla costa. Quando ciò si verifica, nella parte orientale del Mare di Weddell si crea un più forte rimescolamento delle acque oceaniche in direzione della superficie.

Le acque profonde più calde e salate vengono portate verso l'alto, dove si raffreddano e diventano più dense di quelle sottostanti. A questo punto sprofondano e vengono rimpiazzate da acque più calde di circa 1 °C, che a loro volta affiorano, si raffreddano, e così via. Questo continuo ricambio impedisce che in quel punto si formi ghiaccio, nonostante le rigide temperature.

Lo zampino del global warming. Con i cambiamenti climatici e la fusione dei ghiacci continentali, le acque antartiche sono destinate a diventare più dolci e meno dense: per questo diversi modelli ipotizzano che le polinie saranno in futuro sempre meno frequenti.

Lo studio su Nature confuta queste ipotesi, e sostiene, anzi, che il fenomeno è destinato ad aumentare, perché i venti che spirano vicino alla costa diventeranno via via sempre più intensi (di fatto bilanciando il venir meno del fattore "acqua molto salata").

Conoscere l'origine delle polinie è importante, perché quelle in mare aperto possono condizionare la quantità di carbonio in atmosfera. Le acque profonde sono infatti ricche di carbonio depositato da milioni di anni di storia di organismi viventi. Quando le acque profonde riaffiorano in superficie, questa sostanza può essere liberata sotto forma di emissioni.

28 giugno 2019 Elisabetta Intini
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