Scienze

Il giro del mondo in una goccia d'acqua

Il gran tour dell'acqua degli oceani: da 300 a 2800 anni, tanto serve a una particella d'acqua per girare tutti gli oceani del mondo e tornare a casa.

Un team di scienziati ha calcolato quanto tempo impiega una particella d'acqua dell'Atlantico a fare il giro di tutti gli oceani del mondo e ritrovarsi infine al punto di partenza. Un lavoro puramente virtuale, condotto però utilizzando informazioni provenienti da oltre 1 miliardo di dati raccolti in 25 anni, da una grande varietà di strumenti. Gli oceanografi hanno così potuto stimare che le particelle d'acqua impiegano da centinaia a migliaia di anni per completare un viaggio epico da un oceano all'altro, prima di ritrovarsi nelle acque di origine.
 
Grazie a questo lavoro hanno però anche raccolto sufficienti evidenze scientifiche per affermare che una componente fondamentale della circolazione nell'Oceano Atlantico, la Corrente del Golfo (una tratta dell'Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC), che modera le temperature tra l'equatore e i poli, potrebbe essere più vulnerabile di quanto si è finora ritenuto. Le ricadute ambientali di eventuali gravi criticità che dovessero interessare la Corrente del Golfo coinvolgerebbero mezzo mondo, e con effetti ancora tutti da capire. Il lavoro è stato pubblicato su Science Advances.

Un modello di nome ECCO. È il primo studio del genere: prima di Louise Rousselet e Paola Cessi (Scripps Institution of Oceanography, USA) e Gael Forget (MIT, dip. di scienze della Terra) nessuno aveva mai affrontato la questione dei percorsi dell'acqua tra gli oceani, analizzando una così grande mole di dati elaborati grazie a un potente modello della circolazione oceanica, l'Estimating the Circulation and Climate of the Ocean (ECCO), gestito da un consorzio di istituzioni USA che fa capo alla NASA.
 
Il lavoro di Rousselet e colleghi si basa su 1 miliardo di dati collezionati da satelliti, boe galleggianti alla deriva della rete globale Argo (qui un articolo del 2007 che descrive una prima struttura del sistema Argo) e numerose altre fonti. ECCO ha unito i dati in una simulazione globale degli oceani, proprio come si fa con i dati atmosferici per le previsioni meteorologiche. Le particelle d'acqua considerate, seguite nel loro viaggio virtuale, avevano proprietà fisiche (per esempio temperatura e salinità) che mutavano durante il percorso al cambiare degli ambienti.

Dall'equatore ai Poli. Nella simulazione, i ricercatori hanno seguito le particelle d'acqua dal punto di origine della Corrente del Golfo. Nel suo percorso verso nord a un certo punto l'acqua della Corrente diventa più pesante, perché si raffredda, e si inabissa mettendo in moto un flusso di acque fredde e dense che, dalle profondità dell'oceano, tendono a risalire e a muoversi verso l'equatore. È questa enorme e complessa circolazione che influenza il tempo meteorologico in Europa e in altre aree attorno all'Atlantico. La simulazione di ECCO ha seguito passo a passo 65.000 pacchetti d'acqua come fossero corridori a un cancello di partenza che si trova idealmente nell'Atlantico, appena a sud dell'equatore: l'elaborazione ha permesso di "osservare" le posizioni delle particelle d'acqua negli ultimi 25 anni. I ricercatori si sono poi spinti indietro di altri 25 anni e poi di altri 25 ancora, e così via per millenni.

Il gran tour. Hanno così scoperto che circa un terzo dell'acqua, dopo avere lasciato l'Atlantico per fare un viaggio attraverso gli oceani Pacifico, Indiano e Meridionale (l'Antartico), ha impiegato circa 300 anni per tornare a casa. Il 20 per cento delle particelle monitorate, pur avendo fatto all'incirca lo stesso percorso, ha invece viaggiato a profondità maggiori, compiendo anche una deviazione nel Mare di Weddell (al largo dell'Antartide): questa parte dei corridori d'acqua ha impiegato 700 anni per tornare nell'Atlantico. La maggiore quantità d'acqua, quasi la metà, ha però avuto bisogno di 2.800 anni per tornare indietro, viaggiando per circa 1.000 anni negli abissi più profondi dell'Oceano Pacifico. «Quell'acqua ha fatto il "grand tour" degli oceani del mondo», commenta Rousselet, «visitando quasi tutti i bacini a diverse profondità prima di completare il giro.»

I percorsi dell'acqua seguiti dai ricercatori: sono stati tracciati utilizzando un programma per computer nel quale sono stati immessi più di un miliardo di dati raccolti in 25 anni.
I percorsi dell'acqua seguiti dai ricercatori: sono stati tracciati utilizzando un programma per computer nel quale sono stati immessi più di un miliardo di dati raccolti in 25 anni. © Louise Rousselet et al. 2021

L'importanza dell'AMOC. In tutti e tre i casi le proprietà dell'acqua sono cambiate nel percorso, e tali cambiamenti hanno influenzato la velocità delle particelle; ma, soprattutto, i percorsi simulati hanno permesso ai ricercatori di registrare la temperatura e la salinità in vari punti del viaggio. Da ciò hanno concluso che la Corrente del Golfo funge da condotto attraverso il quale il sale viene pompato nell'Oceano Atlantico. Se quella circolazione è un portatore di salinità, ciò potrebbe significare che le recenti dinamiche indotte dai cambiamenti climatici nell'Oceano Atlantico settentrionale potrebbero destabilizzare l'AMOC.

Altri studi, infatti, hanno già dimostrato che l'Oceano Atlantico settentrionale sta diventando più fresco e meno salato man mano che accelera lo scioglimento dei ghiacciai della Groenlandia, e l'acqua che ne deriva, relativamente fredda, si riversa nell'Atlantico. Ciò significa che le incursioni di acqua dolce potrebbero interrompere la Corrente: un evento che si ritiene possa innescare cambiamenti meteorologici estremi non solo attorno all'Atlantico, ma in tutto il Pianeta.

25 giugno 2021 Luigi Bignami
Ora in Edicola
Scopri il mondo Focus. Ogni mese in edicola potrai scegliere la rivista che più di appassiona. Focus il magazine di divulgazione scientifica più letto in Italia, Focus Storia per conoscere la storia in modo nuovo ed avvincente e Focus Domande & Risposte per chi ama l'intrattenimento curioso e intelligente.

Qual è la "retta via" indicata dal Corano e dalla Sunna? Come si riflette la Sharìa – la legge divina islamica - sulla vita delle persone e sugli equilibri fra mondo musulmano e occidente? Viaggio nel fondamentalismo religioso, islamico e non solo, per capire cosa succede quando la parola di Dio viene presa alla lettera, non tiene conto dei cambiamenti storici e sociali e si insinua nella politica.

ABBONATI A 29,90€

Come sarà la città del domani? Pulita, tecnologica, intelligente, come quella in costruzione vicino a Tokyo. E in giro per il mondo ci sono altri 38 progetti futuristici che avranno emissioni quasi azzerate nel nome della salute e dell’ambiente. Inoltre, le missioni per scoprire Venere; come agisce la droga dello stupro sul cervello; il paradosso del metano, pericoloso gas serra ma anche combustibile utile per la transizione energetica.

ABBONATI A 29,90€
Follow us